NHÀ MÁY GIẤY LEE&MAN VIỆT - dulieu.tailieuhoctap.vndulieu.tailieuhoctap.vn/books/luan-van-de-tai/luan-van-de-tai-cd-dh/... · Và sau 4 năm học tập và rèn luyện, giờ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

THIẾT KẾ KỸ THUẬT

NHÀ MÁY GIẤY LEE&MAN VIỆT NAM (HẠNG MỤC: NHÀ VĂN PHÒNG) CHÂU THÀNH –HẬU GIANG

(THUYẾT MINH)

Cán Bộ Hướng Dẫn: ThS. Hoàng Vĩ Minh Sinh Viên Thực Hiện: Phạm Trung Dân Quốc – 1090624 Lớp: XDDD – CN K35

25/04/2013

Trong những năm học dưới mái trường của trường Đại Học Cần Thơ, em rất cám ơn những gì mà các thầy cô trong trường tận tình hướng dẫn, chỉ bảo. Em xin ghi nhớ công ơn của các thầy cô, đặt biệt là các thầy cô trong khoa Công Nghệ, trường Đại Học Cần Thơ. Và sau 4 năm học tập và rèn luyện, giờ đây là khoảng thời gian để em tổng hợp lại tất cả các kiến thức đã học dưới dạng “luận văn tốt nghiệp”.

Qua thời gian làm luận văn, em đã gặp rất nhiều khó khăn nhưng với sự hướng dẫn của các thầy cô trong khoa Công Nghệ, và đặt biệt là thầy Hoàng Vĩ Minh đã hết lòng hướng dẫn để giúp em vượt qua những khó khăn đó. Qua những khó khăn em đã rút ra nhiều bài học quí báu cho bản thân. Và giờ đây, em đã hoàn thành được luận văn như mong đợi.

Một lần nữa, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất và lời chúc dồi giàu sức khỏe đến tất cả quý thầy cô trong khoa Công Nghệ, và các thầy cô trường Đại Học Cần Thơ.

Mặc dù em đã hoàn thành xong luận văn, nhưng do kiến thức thực tế còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót. Mong được sự đóng góp ý kiến quí báu của thầy cô, cùng bạn bè.

Xin chân thành cám ơn!

Cần Thơ, ngày 25 tháng 04 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Phạm Trung Dân Quốc – 1090624 Lớp: XDDD&CN1 – K35

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:

Họ - Tên CBHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh

Nội dung nhận xét:

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN:

Họ - Tên CBPB: ThS. Dương Nguyễn Hồng Toàn

Nội dung nhận xét:

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

...................................................................................................................................................

Luận Văn Tốt Nghiệp Mục Lục GVDH: ThS. Hoàng Vĩ Minh

SVTH: Phạm Trung Dân Quốc

MỤC LỤC:

Phần 1: KIẾN TRÚC

Phần 2: KẾT CẤU

Chương mở đầu: PHẬN TÍCH KẾT CẤU CHỊU LỰC CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH

I. Phương án kết cấu: ....................................................................................... 14

II. Trình tự tính toán: ........................................................................................ 14

Chương 1: TIÊU CHUẨN VÀ TẢI TRỌNG THIẾT KẾT

I. Tiêu chuẩn thiết kế: ...................................................................................... 15

II. Tải trọng thiết kế: ......................................................................................... 15

Chương 2: TÍNH TOÁN SÀN PHẲNG

I. Chia ô sàn: ................................................................................................... 19

II. Tải trọng tác dụng lên sàn: ........................................................................... 25

III. Các bước tính toán sàn: ................................................................................ 30

IV. Tính toán sàn tầng: ....................................................................................... 31

V. Tính toán sàn mái: ........................................................................................ 40

Chương 3: TÍNH TOÁN CẦU THANG

A. CẦU THANG DẠNG DẦM CHỊU LỰC

I. Mô tả cầu thang ...................................................................................... 45

II. Sơ đồ cầu thang: ..................................................................................... 46

III. Tính toán câu thang: ............................................................................... 47

B. CẦU THANG DẠNG BẢN CHỊU LỰC

I. Mô tả cầu thang: ..................................................................................... 81

II. Sơ đồ kết cấu: ......................................................................................... 82

III. Tính toán cầu thang: ............................................................................... 83



Chương 4: TÍNH TOÁN KHUNG

I. Cấu tạo và phân tích kết cấu khung: ............................................................. 98

II. Chọn sơ bộ tiết diện khung: .......................................................................... 98

III. Các trường hợp tải trọng: ........................................................................... 107

IV. Dựng mô hình: ........................................................................................... 111

V. Nhập tải trọng: ........................................................................................... 112

VI. Biểu đồ nội lực: .......................................................................................... 112

VII. Tính toán: ................................................................................................... 116

Phần 3: NỀN MÓNG

Chương 1: PHÂN TÍCH TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT

I. Mô tả các lớp đất: ....................................................................................... 128

II. Tổng hợp số liệu địa chất: .......................................................................... 130

Chương 2: CHỌN PHƯƠNG ÁN NỀN MÓNG

I. Kiểm tra khả năng chịu tải của đất nền: ...................................................... 132

II. Tính toán móng đơn trên nền cừ tràm: ........................................................ 133

Chương 3: THIẾT KẾ MÓNG CỌC BTCT

I. Tính toán thiết kế móng cọc: ...................................................................... 135

II. Kiểm tra tải trọng thiết kế cọc: ................................................................... 148

III. Thiết kế và tính toán móng M1:.................................................................. 149

IV. Tính toán đài cọc: ....................................................................................... 152

Chương 4: THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI

I. Tính toán thiết kế móng cọc: ...................................................................... 168

II. Thiết kế và tính toán móng M1N: ............................................................... 179

III. Thiết kế và tính toán lại móng M1N: .......................................................... 184

IV. Tính toán đài cọc: ....................................................................................... 194

V. Kiểm tra cọc: .............................................................................................. 198



VI. So sánh cọc BTCT với cọc khoan nhồi: ...................................................... 205

Chương 5: THIẾT KẾ HẦM THANG MÁY

A. TÍNH TOÁN SÀN HẦM THANG MÁY

I. Cấu tạo sàn hầm thang máy: ................................................................. 206

II. Thiết kế với trường hợp không có hoạt tải, có tác dụng lực đẩy nổi của

nước ngầm: ........................................................................................... 209

B. TÍNH TOÁN NỘI LỰC

C. THIẾT KẾ MÓNG M1A

I. Thiết kế và tính toán móng M1A: ......................................................... 214

II. Tính toán đài cọc: ................................................................................. 224

III. Tính toán lại đài cọc:............................................................................. 229

TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 232

Phần 1 – Kiến Trúc GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh

SVTH: Phạm Trung Dân Quốc Trang 1

PHẦN 1

KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU

GIẢI PHÁP KẾT CẤU



KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH 1. Mục đích xây dựng công trình:

- Trong những năm qua, nước ta đang dần dần đạt được những thành quả trong

nhiều lĩnh vực, đặt quan hệ ngoại giao với nhiều nước trên thế giới. Mặc dù, tình hình

biển Đông giữa ta với Trung Quốc đang tranh chấp rất gai gắt nhưng về mặt hợp tác kinh

tế vẫn diễn ra bình thường. Tiêu biểu, một trong các công trình hợp tác giữa Việt Nam và

Trung Quốc đang thực hiện là công trình “nhà máy giấy Lee&Man Việt Nam” (hang

mục: nhà văn phòng).

2. Vị trí xây dựng công trình:

- Tên công trình: Nhà máy giấy Lee&Man Việt Nam

- Hạng mục: nhà văn phòng.

- Địa điểm xây dựng: Cụm công nghiệp tập trung Phú Hưu A – thị trấn Mái

Dầm – huyện Châu Thành – tỉnh Hậu Giang.

- Đối tượng sử dụng: các cấp lãnh đạo, công nhân viên công ty.

3. Kích thước công trình:

- Theo phương ngang, công trình có 9 trục ( từ 1 đến 9)

- Theo phương dọc, công trình có 10 trục ( từ A đến J)

- Chiều cao toàn bộ công trình 21.95m

- Nền tầng trệt so với cos mặt đất san lắp là 1.29m.

- Công trình được thiết kế là 4 tầng với diện tích sàn mỗi tầng khác nhau.

- Khoảng thông tầng 4.8m đối với tầng trệt, 4.5m đối với các tầng còn lại.

Công trình Nhà máy giấy Lee&Man Việt Nam (nhà văn phòng) thuộc dạng

công trình cấp 3 (theo nghị định số 209/2004/NĐ-CP)

4. Mô tả kiến trúc công trình:

- Nhìn chung, do phục vụ cho công việc văn phòng nên cần có diện tích rộng

và ít bị ngăn cách bởi các mảng tường lớn. Thêm vào đó, công trình xây dựng được bao

quanh bởi những mảng kính và cửa sổ để tạo sự thông thoáng và thoải mái. Đặt biệt, ở

giữa công trình có một khoảng trống để trồng cây, lấy ánh sáng, không khí, nó làm việc

như giếng trời trong các nhà dân dụng.



- Nhìn từ chính diện, với lối vào được thiết kế đối xứng khá công phu, với

những bồn hoa, bậc thang cho người đi bộ và người tàn tật,...

- Về mặt bằng bố trí ở từng tầng tương đối giống nhau gồm: lối vào, sãnh,

tiếp tâng, các phòng cho các giám đốc, phó giám đốc, thang máy, văn phòng, nhà vệ sinh,

cầu thang... Nhưng diện tích mặt bằng từng tầng là khác nhau, và cách bố trí các phòng

cũng khác nhau.

5. Giải pháp giao thông trong công trình:

- Theo phương đứng: gồm hệ thống các cầu thang được bố trí xung quanh và

hệ thống thang máy.

- Theo phương ngang: gồm các hành lang chạy dọc công trình.

6. Vệ sinh:

- Ở mỗi tầng đều có 1 khu vực vệ sinh riêng cho nam – nữ, với đầy đủ thiết

bị như: lavabor, bồn cầu,...

- Tường được ốp gạch men cao 1.6m

- Có hệ thống thông gió và cửa sổ.

7. Cấp, thoát nước:

- Nguồn cung cấp nước cho công trình là nguồn nước từ hệ thống thành phố.

Do mục đích xây dựng công trình là để làm việc cho nên lượng nước sinh hoạt không

nhiều. Vì thế, nước sinh hoạt được bơm từ các hệ thống máy bơm lên các bồn dự trữ đặt

trên mái, và từ các bồn này sẽ cung cấp nước sinh hoạt cho toàn bộ công trình.

- Hệ thống thoát nước:

+ Thoát nước mái, sê-nô: tạo dốc với độ nghiêng cần thiết để đưa lượng nước

mưa vào các ống dẫn xuống hệ thống thoát nước bao quanh công trình.

+ Thoát nước sinh hoat: Lượng nước thải được đưa vào các bể xử li, hố ga,...

qua đó thoát ra hệ thống nước công cộng.

8. Hệ thống điện, phòng cháy chữa cháy:

- Nguồn điện được cung cấp từ hệ thống lưới điện quốc gia. Ngoài ra công

trình còn có xây dựng thêm các hệ thống điện dự phòng để phục vụ trong trường hợp mất

điện



- Hệ thống điện trong công trình được cung cấp tới từng phòng, từng khu vực

trong công trình để đảm bảo nhu cầu sử dụng điện của công trình.

- Các thiết bị phòng cháy chữa cháy được trang bị khắp nơi trong công trình.



-1.050±0.000

+4.800

+9.300

+13.800

+18.300

+21.350+21.450

MAËT ÑÖùNG TRUÏC 1-9 tl: 1/200

1 3 4 6 7 92 5 8

+21.950+21.950

+17.837

+13.337

+8.837

-1.050±0.000

+4.800

+9.300

+13.800

+18.300

+21.350

MAËT ÑÖùNG TRUÏC J-A tl: 1/200

J I H F E B A

+21.950+21.450

+20.150

+17.837

+16.775

+10.025

+13.337

+8.837

+10.025

+15.650

+16.775



+16.750

-1.050±0.000

+4.800

+9.300

+13.800

+18.300

+21.450

JIHFEBA

MAËT ÑÖùNG TRUÏC A-J tl: 1/200

-1.050±0.000

+4.800

+9.300

+13.800

+18.300

+21.450+21.950

+16.775

134679 258

MAËT ÑÖùNG TRUÏC 9-1 tl: 1/200



MẶT BẰNG TẦNG TRỆT

OFFICE

A

BC

D

E

F

G

H

I

J

1 3 4 6 7 92 5 8

A-AA4-01

-1.290

-0.110

±0.000-0.400

-1.050 -0.650

-0.300 +0.350 -0.110 +0.350 -0.300

±0.000

-0.650 -1.050

-0.400

±0.000-1.050

-1.450

-0.150

-0.270-0.570

B-BA4-01

VAêN PHOØNG102

P. KHAùCH103

P. GIAùM ÑOáC106

P. GIAùM ÑOáC107

P. HOÏP111

P. KEá TOAùN110

P. PHOù TOÅNG GIAùM ÑOáC113

P. GIAùM ÑOáC HAØNH CHíNH114

P. GIAùM ÑOáC108

P. GIAùM ÑOáC109

P. KHAùCH104

P. KHO118

P. HOÏP112

P. PHOù GIAùM ÑOáC TAØI VUÏ115

P. XUAáT NHAÄP KHAÅU117

P. KHAùCH105

TIEáP TAÂN101

CAàU THANG121

CAàU THANG122CAàU THANG

123

P. GIAùM ÑOáC TAØI VUÏ116

P. VEÄ SINH119

P. VEÄ SINH120

E V E V

? ? ?

? ?

? ? ?P. ÑIEÄN

124



MẶT BẰNG TẦNG 2

A

BC

D

E

F

G

H

I

J

1 3 4 6 7 92 5 8

A-AA4-01

+5.575

+4.800

+1.920

+2.400

+4.800

+4.800

B-BA4-01

VAêN PHOØNG201

P. GIAùM ÑOáC206

P. GIAùM ÑOáC207

P. GIAùM ÑOáC208

P. GIAùM ÑOáC209

P. GIAùM ÑOáC210

P. GIAùM ÑOáC212

P. HOÏP214

P. KHAùCH202

P. KHAùCH203

P. KHAùCH204

P. KHO216

P. KHO217

P. KHO218

P. ÑIEÄN224

P. VEÄ SINH219

P. VEÄ SINH220

CAàU THANG221


223

U U

DD

E V E V

U

D

? ? ?

P. GIAùM ÑOáC205

P. GIAùM ÑOáC205

P. KHAùCH213




A

BC

D

E

F

G

H

I

J

1 3 4 6 7 92 5 8

A-AA4-01

+8.850+8.850

+8.237

+9.300

+9.300

+8.237

B-BA4-01

+10.025

VAêN PHOØNG301

P. GIAùM ÑOáC307

P. GIAùM ÑOáC306

P. GIAùM ÑOáC308

P. GIAùM ÑOáC309

P. GIAùM ÑOáC310

P. GIAùM ÑOáC311

P. HOÏP312

P. KHAùCH302

P. KHAùCH303

P. KHAùCH304

P. VI TíNH315

P. THÖÛ NGHIEÄM316

P. KHO318

P. KHO317

P. KHO319

P. ÑIEÄN325

P. VEÄ SINH320

P. VEÄ SINH321

CAàU THANG322

CAàU THANG323

U

DD

U

E V E V

P. GIAùM ÑOáC305

P. GIAùM ÑOáC305




BC

D

E

F

G

H

I

J

1 3 4 6 7 92 5 8

A-AA4-01

+14.45

+13.650

+13.800+12.237

+13.800

+13.650

+13.648

B-BA4-01

+14.55

P. TOÅNG GIAùM ÑOáC402

P. KHAùCH407

VAêN PHOØNG401

P. TRAØ408

P. GIAùM ÑOáC405

P. GIAùM ÑOáC404

P. GIAùM ÑOáC403

P. KHO409

P. ÑIEÄN415

P. VEÄ SINH410

P. VEÄ SINH411


413

U

D

E V E V

P. GIAùM ÑOáC406



MẶT BẰNG TẦNG MÁI

CAàU THANG502

? ? ?

phoøng thang maùy501

J

9

+18.300

+18.300

1 3 4 6 72 5 8

BC

D

E

F

G

H

IA-AA4-01

+19.025

+17.237

+18.450

+18.300

+17.237

+20.150

+19.720+19.720

B-BA4-01



ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU

- Do công trình được xây dựng tại tỉnh Hậu Giang, thuộc vùng Tây Nam bộ của

Việt Nam, cho nên khí hậu tại đia điểm xây dựng công trình là “khí hậu nhiệt đới gió

mùa”.

- Có 2 mùa rõ rệt là mua nắng và mùa mưa:

+ Mùa khô:

+ Mùa mưa: ( từ tháng 5 đến tháng 11)

1. Mùa khô:

- Nhiệt độ trung bình: 300C

- Nhiệt độ cao nhất: 400C

2. Mùa mưa:

- Nhiệt độ trung bình: 250C

- Lượng mưa trung bình:274.4mm

- Độ ẩm trung bình: 48.5%

3. Gió:

Trong mùa khô:

- Gió Đông Nam: chiếm 30-40%

- Gió Đông: 20-30%

Trong mùa mưa:

- Gió Tây Nam: chiếm khoảng 65%

Vận tốc trung bình của gió Tây Nam và Đông Nam: 2.15m/s.

Gió thổi mạnh vào mùa mưa (từ tháng 5 đến tháng 11).

Khu vực này ít chịu ảnh hưởng của gió bão.

GIẢI PHÁP KẾT CẤU

- Với mục đích sử dụng lâu dài, nên ta áp dụng giải pháp xây dựng công

trình là kế cấu bê tông cốt thép toàn khối, có tường bao che kết hợp với sử dụng vất liệu

là khung kính thủy tinh.

Phần 2 – KẾT CẤU Chương mở đầu + 1&2 GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh


PHẦN 2

Chương mở đầu: PHÂN TÍCH KẾT CẤU CHỊU LỰC CHÍNH

Chương 1: TIÊU CHUẨN VÀ TẢI TRONG THIẾT KẾ

Chương 2: TÍNH TOÁN SÀN PHẲNG.

Chương 3: TÍNH TOÁN CẦU THANG.

Chương 4: TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 6 VÀ H



Chương mở đầu:

PHÂN TÍCH KẾT CẤU CHỊU LỰC CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH

I. Phương án kết cấu:

- Kết cấu chịu lực chính của công trình là khung BTCT đúc toàn khối, kết

cấu này được sử dụng rộng rải trong xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp. Kết

cấu khung được tạo bởi hệ thống các cột và dầm liên kết với nhau, và chổ liện kết đó

được xem như nút cứng, chúng kết hợp với sàn tạo nên kết cấu không gian có độ cứng

lớn. Kết cấu khung BTCT tiếp nhận tất cả các tải trọng công trình và truyền xuống móng.

- Công trình Nhà máy giấy Lee&Man (hạng mục: nhà văn phòng) được xây

dựng bằng hệ thống kết cấu khung BTCT đổ toàn khối.

II. Trình tự tính toán:

- Chọn sơ đồ tính

- Chọn sơ bộ tiết diện các cấu kiện cần thiết kế.

- Xác định tải trọng tính toán.

- Xác định sơ đồ truyền tải: tổ hợp tải trọng cho công trình.

- Giải tìm nội lực dựa vào các công thức hoặc các phần mềm ứng dụng.

- Tìm tổ hợp, cặp nội lực nguy hiểm nhất để tính cốt thép.

- Thiết kế các cấu kiện:

+ Sàn: tính theo cấu kiện chịu uốn, làm việc theo 2 phương hoặc 1 phương

+ Dầm: tính theo cấu kiện chiu uốn.

+ Cột: tính theo cấu kiện chịu nén lệch tâm.

- Truyền tải trọng xuống móng để tính móng.



Chương 1:

TIÊU CHUẨN VÀ TẢI TRỌNG THIẾT KẾ

I. TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ:

- Tiêu chuẩn Việt Nam: TCVN 2737:1995

TCVN 356:2005

II. TẢI TRỌNG THIẾT KẾ

1. Tĩnh tải:

- Tĩnh tải là tải trọng tác dụng không thay đổi trong suốt quá trình sử dụng

như trọng lượng bản thân kết cấu, vách ngăn cố định.

Bảng 1.1- Hệ số vượt tải đối với các tải trọng do khối lượng kết cấu xây dựng

STT Tên vật lệu Trọng lượng (kg) Đơn vị đo

(1) (2) (3) (4)

1 Bêtông cốt thép 2500 m3

2 Vữa XM, Cát 1600 m3

3 Gạch Ceramix 400x400x10mm 2800 m3

4 Khối xây gạch đặc 1800 m3

5 Khối xây gạch có lỗ 1500 m3

6 Cát khô 1500 m3

Kết cấu Hệ số vượt tải (n)

Thép 1.05

Bê tông cốt thép (> 1600kg/m3) 1.1

Các lớp trát và hoàn thiện 1.3



7 Cửa kính khung thép 40 m2

Bảng 1.2 - Trọng lượng đơn vị một số loại vật liệu

2. Hoạt tải:

- Hoạt tải là tải trọng có thể thay đổi về điểm đặt , trị số, chiều tác dụng như

tải trọng trên sàn.

- Dựa vào TCVN 2737_1995 để tìm giá trị hoạt tải cho các phòng.

STT Loại phòng Tải trọng TC Đơn vị

(1) (2) (3) (4)

1 Phòng khách 150 kg/m2

2 Mái có sử dụng (trồng cây xanh) 400 kg/m2

3 Vệ sinh 150 kg/m2

4 Mái không sử dụng 75 kg/m2

5 Mái có sử dụng (nghĩ ngơi) 150 kg/m2

6 Văn phòng, phòng thí nghiệm 200 kg/m2

7 Hành lang 300 kg/m2

8 Phòng họp 500 kg/m2

9 Kho 450 kg/m2

10 Phòng vi tính, thiết bị điện. 500 kg/m2

- Khi tải trọng tiêu chuẩn <200 kg/m2

- Khi tải trọng tiêu chuẩn ≥200 kg/m2

n=1.3

n=1.2

Bảng 1.3- Hoạt tải tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn.



3. Tải trọng gió:

- Cao trình cao nhất của tòa nhà là 21.95m < 40m nên tải trọng gió chỉ cần

xác định một thành phần tĩnh (nghĩa là không tính thành phần động ).

- Giá trị tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió ở cao độ z so với mốc

chuẩn (nền tầng trệt) được xác định theo công thức sau ( TCVN 2737 – 1995 ) :

BnCkWq ....0 (daN/m)

Trong đó:

Wo: áp lực gió tiêu chuẩn, theo phân vùng áp lực gió

(công trình xây dựng ở vùng có áp lực gió là vùng IIA).

W0=95-12=83daN/m2=83kg/m2

k -Hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao (dạng địa hình A).

C -Hệ số khí động:

+ Mặt đón gió: C = 0.8.

+ Mặt khuất gió: C = -0.6.

n = 1.2 -Hệ số vượt tải.

B - Bề rộng diện tích hứng gió của khung đang xét.(bằng ½ trung bình 2 bước

cột).

4. Chỉ tiêu cường độ vật liệu: (TCVN 356:2005)

a. Bê tông:

- Sử dụng bê tông cấp độ bền B20 (#250) cho cả sàn và dầm, với các thông

số sau:

• Cường độ chịu nén: 5.11bR (MPa) ≈ 115 (daN/cm2).

• Cường độ chịu kéo: 9.0btR (MPa) ≈ 9 (daN/cm2).

• Modul đàn hồi: 31027bE (MPa) ≈ 41027bE (daN/cm2).



b. Thép:

- Sử dụng thép CI (AI) cho sàn và cốt đai dầm, với các thông số sau:

• Cường độ chịu kéo: 225sR (MPa) ≈ 2250 (daN/cm2).

175swR (Mpa) ≈ 1750 (daN/cm2).

• Cường độ chịu nén: 225scR (Mpa) ≈ 2250 (daN/cm2).

• Modul đàn hồi: 41021sE (Mpa) ≈ 51021sE (daN/cm2).

- Sử dụng thép CII (AII) cho cốt dọc dầm, với các thông số sau:

• Cường độ chịu kéo: 280sR (MPa) ≈ 2800 (daN/cm2).

225swR (MPa) ≈ 2250 (daN/cm2).

• Cường độ chịu nén: 280scR (MPa) ≈ 2800 (daN/cm2).

• Modul đàn hồi: 41021sE (MPa) ≈ 51021sE (daN/cm2).



Chương 2:

TÍNH TOÁN SÀN PHẲNG

I. CHIA Ô SÀN:

Vật liệu:

Vật liệu sử dụng là bê tông cốt thép, với:

- Thép : Sử dụng thép CI cho cốt đai, sàn thép; CII cho cốt dọc dầm, cột.

- Bêtông: chọn B20 cho cả dầm và sàn.

Tĩnh tải sàn

tầng

Gạch Ceramic

Vữa lót # 50 dày 2cm

Sàn bêtông dày 10cm

Vữa trát trần #75 dày 1.5cm

Tĩnh tải sàn mái

Lớp vữa #75 tạo độ dốc trung bình 10cm

Sàn bêtông dày 8cm

Vữa trát trần #75 dày1.5cm

Bảng 2.1- Cấu tạo các lớp của sàn các tầng và sàn mái

-Gạch ceramic dày 1 cm -Lớp vữa lót #50 dày 2 cm -Sàn bê tông cốt thép dày 10cm -Vữa trát trần #75 dày 1,5 cm. KẾT CẤU SÀN CÁC TẦNG & SÀN VỆ SINH



Chia ô sàn :

MẶT BẰNG CHIA Ô SÀN TẦNG 3

6000 4330 7975 7350

8425

550

6600

2325

1107

572

00

A

B

C

D

F

G

H

I

J

2750

E

2480

3195

1 2 3 5 6 74

1370

8 9

2200 52502350

2950

3725

4020

2750

4450

4525

5900

3025

3900

2575

3050

3900

3350

2350

4020

3400

1980

4330

3300 3500 3500 3375

6800 6875

3900

3800 4100 2500 1200 2950

3700

2050

2550

2350

3500

5930

5146

3050 24

4557

5322

2534

5033

25

5150

5675

4050

S1

S3

S5

S6 S6 S7

S4

S9

S11

S18 S21 S21 S23 S23S24

S16

S15

S13

S14

S12

S6 S7S6

S12

S14

S19S22 S22

S26

S29 S30

S20

S31 S34 S34 S34 S34 S34

S33S33

S38

S40

S43

S41S39

S42

S42

S2 S2

3905

6125 3350

3050

S37

S35 S36

S28

S19

2877

3020

2600 2600 2605

4485

4490

14800

5250 5250

5927

S27

S25

5850

3450

S3

S4

S3

S4

S9

S11

S18

S9

S11

S18



Chia ô sàn mái :

MẶT BẰNG CHIA Ô SÀN MÁI

A

B

C

D

F

G

H

I

J

E

1 2 3 5 6 74 8 9

S1 S3S1

S2 S2

S2S2

S2S2

S2S2

S3 S3

S7 S7 S8 S9 S10

S4S4

S6

S17S13

S14

S17S13

S15 S17

S20

90037002080

2050

2200

3050

3000

3100

4955

3680

S3

S5

3445

2975 2950 2950 2950

5925 5900

4490

4485

4490

4435

3695

4130

3250

2359 3690

3690

3695

6940 6735

4775 5625 2050

S7 S7 S8 S9 S10

S7 S7 S8 S9 S10

2850

4600



Bảng thông kê ô sàn tầng :

Ô sàn sơ đồ tầng L1(m) L2(m) 1

2

LL

Phân loại Chức năng

S1 2.8 4 1.43 Sàn hai phương Kho

S2 2.8 4 1.43 Sàn hai phương Hành lang

S3 4 4.5 1.13 Sàn hai phương Phòng khách

S4 3.9 4.5 1.15 Sàn hai phương Hành lang

S5 2.0 4.4 2.2 Sàn một phương Hành lang

S6 4.5 5.3 1.18 Sàn hai phương Phòng họp

S7 4.1 4.5 1.1 Sàn hai phương Phòng họp

S9 3.9 5.9 1.51 Sàn hai phương Văn phòng

S11 3 3.9 1.3 Sàn hai phương Văn phòng



S14 5,3 5,7 1.07 Sàn hai phương Văn phòng




S19 2.6 6 2.31 Sàn một phương Hành lang






S23 5.3 5.3 1 Sàn hai phương Văn phòng

S24 4.1 5.8 1.41 Sàn hai phương Phòng khách



S27 2.9 5.8 2 Sàn hai phương Hành lang


S29 3.1 6.1 2 Sàn hai phương P.Vi tính

S30 3.1 3.4 1,1 Sàn hai phương Hành lang

S31 3.9 6.1 1,56 Sàn hai phương P.Vi tính


S34 3.3 3.9 1,18 Sàn hai phương Văn phòng



S37 3.8 3.9 1.03 Sàn hai phương Kho


S39 2.4 2.5 1.04 Sàn hai phương Kho

S40 2.5 2.6 1.04 Sàn hai phương P.Vệ sinh

S41 1.2 4.9 4.1 Sàn một phương P.Vệ sinh

S42 3 3.5 1.17 Sàn hai phương P.Vệ sinh

S43 2.1 3.7 1.76 Sàn hai phương P.Vệ sinh



- Ta tính toán thuyết minh cụ thể cho sàn S5, S3 là sàn đại diện cho loại sàn 1

phương và 2 phương. Tương tự dựa vào cách tính hai sàn trên ta lập bảng tính bằng phần

mềm tính toán thông dụng Excel.

Bảng thống kê ô sàn mái:

Ô sàn sơ đồ tầng L1(m) L2(m) 1

2

LL

Phân loại Chức năng

S1 2.9 3 1.03 Sàn hai phương

Mái che có sử dụng




S5 2.4 3.3 1.25 Sàn hai phương






S11 1.1 2.2 2 Sàn hai phương



S17 0.9 3.1 3.44 Sàn một phương




II. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN SÀN:

1. Tĩnh tải:

- Tĩnh tải bao gồm: trọng lượng của bản bêtông côt thép, trọng lượng lớp phủ (lớp

gạch Ceramic), lớp vữa lót, lớp vữa trát.

- Để xác định trọng lượng các lớp của sàn hay các cấu kiện, ta căn cứ theo số liệu

trong quyển “sổ tay thưc hành kết cấu công trình_PGS.TS Vũ Mạnh Hùng”, từ

đó dựa vào số liệu thực tế của công trình ta tính toán nội lực phân bố đều tác

dụng lên mỗi m2 sàn.

Cấu tạo Độ dày

(m)

Tải tiêu chuẩn

(kg/m3) n

Tải tính toán

(kg/m2)

- Lớp gạch Ceramic 0,01 2800 1,1 30,8

- Vữa lót #50 dày 2 Cm 0,02 1600 1,2 38,4

- Sàn bê tông cốt thép dày 10Cm 0,1 2500 1,1 275

- Vữa trát trần #75 dày 1,5 Cm 0,015 1600 1,2 28,8

Tổng tĩnh tải G 373

Bảng 2.2: Tĩnh tải sàn tầng

Nếu tải tiêu chuẩn (kg/m3) từ 1600 trở xuống thi lấy hệ số vượt tải (n) bằng 1.2, trên

1600 lấy n = 1.1 ( đối với kết cấu bê tông).


(m)

Tải tiêu chuẩn

(kg/m3) n

Tải tính toán

(kg/m2)

Lớp vữa #75 tạo độ dốc dày trung

bình 10 cm 0,1 1600 1,2 192

- Sàn bê tông cốt thép dày 8 cm 0,08 2500 1,1 220

- Vữa trát trần #75 dày 1,5 cm 0,015 1600 1,2 28,8



Tổng tĩnh tải G 440,8

Bảng2.3: Tĩnh tải sàn mái


(m)

Tải tiêu chuẩn

(kg/m3) n

Tải tính toán

(kg/m2)

Lớp vữa #75 tạo độ dốc dày trung

bình 5 cm 0,05 1600 1,2 48

- Sàn bê tông cốt thép dày 8 cm 0,08 2500 1,1 220

- Vữa trát trần #75 dày 1,5 cm 0,015 1600 1,2 28,8

Tổng tĩnh tải G 344,8

Bảng 2.4: Tĩnh tải sàn seno

2. Hoạt tải tác dụng lên sàn:

Tùy theo chức năng từng phòng mà có hoạt tải khác nhau.

(Theo TCVN 2737 – 1995)

STT Loại phòng Tải trọng TC

ptc (kg/m2)

Hệ số

vượt tải n

HT tính toán

ptt (kg/m2)

(1) (2) (3) (4) (5)

1 Phòng khách 150 1.3 195

2 Mái có sử dụng (trồng cây

xanh)

200 1.2 240

3 Vệ sinh 150 1.3 195

4 Mái không sử dụng 75 1.3 97.5

5 Mái có sử dụng (nghĩ ngơi) 150 1.3 195



6 Văn phòng, phòng thí nghiệm 200 1.2 240

7 Hành lang 300 1.2 360

8 Phòng họp 500 1.2 600

9 Kho 450 1.2 540

10 Phòng vi tính, thiết bị điện. 500 1.2 600

11 Sê nô 75*1.3+800*1.2

=1057.5 (80cm

nước)

1 1057.5

12 Sàn mái + bồn nước 322.5

Bảng 2.5: Bảng phân loại hoạt tải tác dụng lên từng ô sàn

Chú thích: Công trình có 2 bồn nước trên mái. Dung tích mỗi bồn là 4000 lít. Vị trí đặt bồn nước là trên sàn mái. Bồn nước inox nên có các bộ phận chống đỡ kèm theo. Tải trọng bồn khi đầy nước chọn 4500 kg, cách thức truyền tải lên sàn là phân bố đều lên mặt sàn. Ô sàn S7 có kích thước 6x4m. Chọn hệ số vược tải 1.2 Tải trọng bồn nước: q = 4500*1.2 225

6* 4 kg/m2

- Hoạt tải mái BTCT có lắp đặt bồn nước: qht=225+97.5=322.5kg/m2



BẢNG THỐNG KÊ TĨNH TẢI VÀ HOẠT TẢI Tĩnh tải và hoạt tải sàn tầng:

Ô SÀN G TĨNH TẢI

P HOẠT TẢI Ô SÀN

G TĨNH TẢI

P HOẠT TẢI

Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2

S1 373 540 S24 373 195

S2 373 195 S25 373 360

S3 373 195 S26 373 360

S4 373 240 S27 373 360

S5 373 360 S28 373 360

S6 373 600 S29 373 600

S7 373 600 S30 373 360

S9 373 240 S31 373 600

S11 373 240 S32 373 240

S12 373 600 S33 373 360

S13 373 600 S34 373 240

S14 373 240 S35 373 360

S15 373 240 S36 373 360

S16 373 240 S37 373 540

S18 373 240 S38 373 360

S19 373 360 S39 373 540



S20 373 360 S40 373 195

S21 373 240 S41 373 195

S22 373 240 S42 373 195

S23 373 240 S43 373 600

Tĩnh tải và hoạt tải sàn mái:

Ô SÀN G TĨNH TẢI P HOẠT TẢI

Ô SÀN G TĨNH TẢI P HOẠT TẢI

Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2 Kg/m2

S1 440,8 195 S11 440,8 195

S2 440,8 195 S14 440,8 195

S3 440,8 195 S15 440,8 195

S4 440,8 195 S17 440,8 195

S5 440,8 195 S20 440,8 195

S6 440,8 195

S7 440,8 322.5

S8 440,8 195

S9 440,8 195

S10 440,8 195



III. CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN SÀN: 1. Sự làm việc của bản :

- Bản là một trong những bộ phận chính của sàn. Bản được kê lên dầm, dầm chia bản thành từng ô, tuỳ theo tỉ số L2/L1 của ô sàn (giả sử L2>L1) và liên kết các cạnh mà bản bị uốn theo 1 hay 2 phương.

- Tuỳ theo sự làm việc của bản, người ta chia sơ đồ sàn sườn thành: + Sàn có dạng bản dầm.

+ Sàn có dạng kê 4 cạnh.

- Gọi L1 chiều dài theo phương ngắn của ô sàn. - Và L2 là chiều dài theo phương cạnh dài ô sàn.

Ta có:

2. Các bước tính toán nội lực sàn một phương ( khi 21

2 LL

):

Cắt một bản rộng 1 mét theo phương cạnh ngắn . Xem như dầm liên tục có các gối tựa là các dầm và tường. Ở đây chỉ xét tính toán trên 1 ô bản đơn nên xem bản như 1 dầm đơn ngàm hai đầu dầm.

- Mômen tại giữa nhịp: M1= 24

2ql

- Mômen tại gối : MI= 12

2ql ( dấu “ – “ thể hiện mômen âm )

Trong đó: q là tải trọng phân bố trên bản.( kg/m)

Sàn 1 phương

(đúng 1 trong 2 ý sau)

Sàn 2 phương

(đúng cả 2 ý)

- 21

2 LL

bản sàn làm việc 1

phương theo cạnh ngắn. - Liên kết có ở =< 2 cạnh đối diện

nhau.

- 21

2 LL

bản sàn làm việc 2

phương . - Liên kết có ở >=2 cạnh kề nhau.



- Cốt thép được tính toán và bố trí theo các công thức ( đựơc trình bày phần sau), nhưng ở đây chỉ tính cốt thép chịu mômen dương và âm theo phương cạnh ngắn, phương dài chỉ bố trí thép cấu tạo ( 6a200 ) hoặc (1/4As tính toán)

3. Các bước tính toán nội lực sàn hai phương ( khi 2

1

2LL

):

- Cắt bản rộng 1 mét theo cả hai phương để tính toán

M1 = m91xP

M2 = m92xP

MI = k91xP

MII = k92xP

P= ( g+p)xL1xL2 = qxL1xL2 (kg)

Với:

M1 : Mômen dương lớn nhất ở giữa ô bản, tác dụng theo phương cạnh ngắn

M2 : Mômen dương lớn nhất ở giữa ô bản, tác dụng theo phương cạnh dài

MI : Mômen âm lớn nhất ở gối tựa, tác dụng theo phương cạnh ngắn

MII : Mômen âm lớn nhất ở gối tựa, tác dụng theo phương cạnh dài.

L1 : Chiều dài cạnh ngắn của bản

L2 : Chiều dài cạnh dài của bản

m91, m92, k91 ,k92:các hệ số được thành lập bảng sẳn phụ thuộc tỉ số tra theo sơ đồ 9 bảng 1-19_sổ tay Thực Hành kết cấu công trình của Vũ Mạnh Hùng .

p: hoạt tải của sàn (kg/m2) – g: tĩnh tải của sàn (kg/m2).

IV. TÍNH TOÁN Ô SÀN TẦNG: 1. Tính toán sàn 2 phương S22 :Với L1=5.9m ; L2=6.8m

Ta có α = 1

2

LL = 1.15 < 2 Sàn làm việc theo 2 phương

Chọn chiều dày sàn là hs = 10cm, lớp bảo vệ a = 1.5cm .

Vậy bản thuộc loại bản kê bốn cạnh . Theo “Sổ tay thực hành kết cấu công trình” - TS. Vũ Mạnh Hùng thì bản làm việc như sơ đồ 9 vì có liên kết xung quanh các cạnh là ngàm.



Cắt bản theo hai phương vuông góc cạnh ngắn và cạnh dài với chiều rộng là b = 1 m = 100 cm.

Tải trọng:

- Tĩnh tải: g = 373 kg/m2 - Hoạt tải: ptt = 240 kg/m2 - Tải trọng toàn phần : P = (g + p)*L1*L2 = (373+240)*5.9*6.8 = 24594(kg)

Tính moment:

Tra bảng 1-9 Sơ đồ 9/34 Sổ tay THKCCT của Vũ Mạnh Hùng với : α = 1.13

Nội suy tuyến tính: m91= 0.02

m92= 0.015

k91 = 0.0461

k92 = 0.0349

Vậy:



M1 = 0.0200*24594 = 491.87 (kg.m) = 49200 daN.cm

M2 = 0.0150*24594= 368.9 (kg.m) = 36900 daN.cm

MI = 0.0461*24594 = 1133.76 (kg.m) = 113400 daN.cm

MII = 0.0349*24594= 858.3 (kg.m) = 85800 daN.cm

Tính thép và bố trí thép : - Vật liệu :

Bêtông B20 : Rb= 11.5 Mpa = 115 kg/cm2

Rbt= 0.9 Mpa = 9 kg/cm2

Thép nhóm CI : Rs = Rsc = 225 Mpa = 2250 kg/cm2

Tra phụ lục 5 (Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép tập 1_Võ Bá Tầm) ta tìm được

R = 0.437 và R = 0.645

- Chọn chiều dày sàn trong khoảng (từ 1/40 đến 1/50)L1 và phụ thuộc vào tải trọng, chiều dày sàn nên chọn chẵn đến cm, chẳng hạn như 6, 7, 8, 9 ,10cm. Thông thường, chiều dày sàn 2 phương nên chọn như sau:

1150sh L cho sàn các tầng có tải trọng vừa

1140sh L cho sàn các tầng có tải trọng lớn.

hs=6 -> 8 cho sàn mái. Chọn lớp bảo vệ a trong khoảng 1.5 -> 2.0cm

Ta lấy:

a = 1.5 cm

Chọn h=10cm.

Tính thép chịu moment dương M1 =49200 daN.cm theo phương cạnh ngắn L1:

h0 = 10 – 1.5 = 8.5 (cm)

12 2

49200 0.059115*100*8.5m

b o

MR bh

< R =0.437

=>Thỏa điều kiện cốt đơn

=> ζ=0.969 . Tra bảng phụ lục 5 (Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép tập 1_Võ Bá Tầm)



21

0

49200 2.650.969*2250*8.5s

S

MA cmR h

Tra bảng bảng 4-12 Sổ tay thực hành kết cấu công trình_Vũ Mạnh Hùng, ta chọn thép 6a100mm với As = 2.83 cm2. (ta bố trí thớ dưới)

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

0

2.83100% 100% 0.33%100*8.5

sAbh

max0.645*115100% 100% 3.30%

2250R b

s

RR

Vậy min =0.1%< < max (Thỏa ĐK hàm lượng)

Tính thép chịu moment âm MI =113400 daN.cm theo phương cạnh ngắn L1:

h0 = 10 – 1.5 = 8.5 (cm)

2 2

113400 0.136115*100*8.5

Im

b o

MR bh

< R =>Thỏa điều kiện cốt đơn

ζ=0.926. Tra bảng phụ lục 5 (Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép tập 1_Võ Bá Tầm)

2

0

113400 6.40.926*2250*8.5

Is

S

MA cmR h

Tra bảng bảng 4-2 Sổ tay thực hành kết cấu công trình_Vũ Mạnh Hùng, ta chọn thép 10a100mm với As = 7.85cm2.(bố trí thớ trên ở gối ra ¼ nhịp)


0

7.85100% 100% 0.92%100*8.5

sAbh

%30.3%1002250

115645.0%100max

s

bR

RR


Tính thép chịu moment dương M2 = 36900 daN.cm theo phương cạnh dài L2:

(Chú ý: ho=hs – a –( 1 + 2)/2 = 10 – 1.5 – (0.6 + 0.6)/2 = 7.9 ( cm)

22 2

36900 0.051115*100*7.9m

b o

MR bh





22

0

36900 2.130.974*2250*7.9s

S

MA cmR h

Tra bảng bảng 4-12 Sổ tay thực hành kết cấu công trình_Vũ Mạnh Hùng, ta chọn thép 6a100mm với 2.83 cm2.(bố trí thớ dưới, nằm trên thép M1)


0

2.83100% 100% 0.36%100*7.9

sAbh

%30.3%1002250

115645.0%100max

s

bR

RR


Tính thép chịu moment âm MII = 85800 daN.cm theo phương cạnh dài L2:

h0 = 10 – 1.5 = 8.5 (cm)

2 2

85800 0.103115*100*8.5

IIm

b o

MR bh


0.945 . Tra bảng phụ lục 5 (Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép tập 1_Võ Bá Tầm)

2

0

85800 4.750.945*2250*8.5

IIs

S

MA cmR h

Tra bảng bảng 4-2 Sổ tay thực hành kết cấu công trình_Vũ Mạnh Hùng, ta chọn thép 10a150mm với As =5.23 cm2.(bố trí thớ trên ở gối ra ¼ nhịp)


0

5.23100% 100% 0.62%100 8.5

sAb h

%30.3%1002250

115645.0%100max

s

bR

RR


Kiểm tra độ võng ô sàn S22: - Liên kết 4 cạnh ô sàn là liên kết ngàm, nên ta có công thức tính toán (sổ tay thực

hành kết cấu – Vũ Mạnh Hùng)



4 4

9 5

613*5.9 0.0093384 384*2.5*10 *8.3*10

plf mEI

Với: p=(g+p)*1=373+240=613 kg/m (tải trọng phân bố trên sàn khi cắt 1m bề rộng để tính toán) l=l1=5.9m (chiều dài theo phương cạnh ngắn) E=2.5*109 kg/m2 (modun đàn hồi của vật liệu)

3 3

51*0.1 8.3*1012 12bhI (momen quán tính)

- Độ võng giới hạn:

5.9 0.0295200 200

lf m

f<[f]. Nên thỏa điều kiện về độ võng

Kiểm tra điều kiện chịu nứt kết cấu: (do kết cấu là sàn tầng, không chịu ảnh hưởng trực tiếp và thường xuyên của mưa nắng nên ta không cần kiểm tra điều kiện chịu nứt)

Sau cùng, ta tổng hợp bằng bảng số liệu bên dưới : Chú ý đơn vị:1 MPa = 10 daN/cm2

Số

hiệu

ô

sàn

Cạnh

dài

L1

(m)

Cạnh

ngắn

L2

(m)

= L2/L1

m91

m92

k91

k92

Tĩnh tải

gtt

daN/m2

Hoạt

tải

ptt

daN/m2

P=(P

tt+g t

t)L1.L

2

M1

M2

MI

MII

(daN.m)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

S22

5,9

6,8

1,15

0,0200 240

373

24594

492

0,0150 369

0,0461 1134

0,0349 858



Ký hiệ

ô sàn Momen

Giá trị M

(daN.cm)

ho

(cm)

b

(cm)

Rb

(MPa)

Rs

(MPa) m

As

(cm2)

Chọn thép As

chọn

%

a (m.m)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

S22

M1 49187 8,5 100 11,5 225 0,059 0,969 2,65 6 100 2,83 0,33

M2 36890 7,9 100 11,5 225 0,051 0,974 2,13 6 100 2,83 0,36

MI 113376 8,5 100 11,5 225 0,136 0,926 6,40 10 100 7,85 0,92

MII 85832 8,5 100 11,5 225 0,103 0,945 4,75 10 150 5,23 0,62

Bảng 2.6: Số liệu tính toán ô sàn 2 phương S22

2. Tính toán sàn một phương S5:

Với L1=2.0 m ; L2=4.4m

Ta có α = 1

2

LL = 2.2 >2 Sàn làm chỉ việc phương ngắn.

Bản được tính như cấu kiện 2 đầu ngàm. Cắt bản theo phương cạnh ngắn với chiều rộng b = 1m, ta tính tải phân bố đều ứng với bản rộng 1m.

Tải trọng:

+ Tĩnh tải: gtt = 373 daN/m2

+ Hoạt tải: ptt = 360 daN/m2

4400

2000



+ Tải trọng toàn phần : q = (gtt + ptt) x b

= (373+360) * 1 = 733 daN/m

* Xác định nội lực:

- Mômen tại giữa nhip:

M1

2 21 733*2 122.2

24 24ql

(daN.m)

-Mômen tại gối:

MI 2 2

1 733*2 244.312 12ql

(daN.m)

Tính toán và chọn thép :

Vật liệu :

Bêtông B20 : Rb = 11.5 Mpa = 115 daN/cm2

Rbt= 0.9 Mpa = 9 daN/cm2

Thép nhóm CI : Rs = Rsc = 225 Mpa = 2250 daN/cm2

Tra phụ lục 5 (Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép tập 1_Võ Bá Tầm) ta tìm được: => R =

0.437 và R = 0.645

Chọn:

hs = 10 cm

a = 1.5 cm

h0 = 10 – 1.5 = 8.5 cm

Tính thép chịu moment dương M1 =122.2daN.m=12222 kg.cm theo phương cạnh ngắn L1:

12 2

12222 0.015115*100*8.5m

b o

MR bh


0.993

21

0

12222 0.640.993*2250*8.5s

S

MA cmR h





0

1.42100% 100% 0.18%100 8.5

sAb h

%297.3%1002250

115645.0%100max

s

bR

RR

Vậy min =0.1%< < max (Thoã ĐK hàm lượng)

Tính thép chịu moment âm MI = 244.3 daN.m= 24433 kg.cm theo phương cạnh ngắn L1:

2 2

24433 0.029115*100*8.5

Im

b o

MR bh


0.985

2

0

24433 1.30.985*2250*8.5

Is

S

MA cmR h

Tra bảng bảng 4-12 Sổ tay thực hành kết cấu công trình_Vũ Mạnh Hùng, ta chọn thép 8a200mm với As = 2.52 cm2.(bố trí thớ trên ở gối ra ¼ nhịp)


0

2.52100% 100% 0.3%100 8.5

sAb h

%297.3%1002250

115645.0%100max

s

bR

RR


Sau cùng, ta lập bằng bảng số liệu bên dưới :



Số

hiệu

ô

sàn

Cạnh

Ngắn

L1

(m)

Cạnh

dài

L2

(m) = L2/L1

Hoạt

tải

ptt

daN/m2

Tĩnh

tải

gtt

daN/m2

Tải

toàn

phần

q

daN/m2

M1

MI

(daN.m)

1 2 3 4 5 6 6 7

S5 2 4.4 2.2 360 373 733 122

244

Ký hiệu

ô sàn

Momen Giá trị M

(daN.cm)

ho

(cm)

b

(cm)

Rb

(MPa)

Rs

(MPa)

m

As

(cm2)

Chọn thép As

chọn a

(m.m)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

S5 M1 12217 8.5 100 115 225 0.015 0.993 0.64 6 200 1.42

MI 24433 8.5 100 115 225 0.029 0.985 1.30 8 200 2.52

Bảng 2.7: số liệu tính toán ô sàn 1 phương S5

V. TÍNH TOÁN Ô SÀN MÁI: Tính toán ô sàn mái 1 phương và 2 phương cũng tưng tự như tính toán ô sàn

tầng. Nhưng ở đây có kèm theo kiểm tra điều kiện chịu nứt của kết cấu. Do sàn mái chịu tác động thường xuyên của mưa nắng và các yếu tố khác, nên việc kiểm tra khả năng chịu nứt của kết cấu là việc làm cần được thực hiện.

Kiểm tra khả năng chịu nứt của kết cấu: - Loại kết cấu: kết cấu ngoài trời Cấp chống nứt: cấp 3 Giới hạn bề rộng khe nứt: [an]=0.3mm.

- Vết nứt được tính toán theo sự hình thành thẳng góc với trục dọc của cấu kiện.



Tính toán độ mở rộng khe nứt: - Công thức tính toán: (dựa vào TCVN 365-2005)

31. .. . 20.(3,5 100 ).a

crca

a dE

Với:

+ δ: Hệ số lấy đối với

Cấu kiện chịu uốn, nén lệch tâm: 1,0

Cấu kiện chịu kéo: 1,2

+ φ1= 1 Hệ số lấy khi có tác dụng của tải trọng tạm thời ngắn hạn và tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn.

+ η : Hệ số lấy như sau:

Với cốt thép thanh có gờ: 1,0

Với thanh thép tròn trơn: 1,3

Với cốt thép sợi có gờ hoặc cáp: 1,2

Với cốt thép trơn: 1,4

+ d: đuờng kính cốt thép

+ µ: Hàm lượng cốt thép

+ σa : Ứng suất của thanh cốt thép S ngoài cùng được tính theo công thức

a

s

MA z

Trong đó:

+M: Momen tiêu chuẩn tác dụng trên sàn trong 1 m chiều rộng.

+As : Diện tích cốt thép

+z: Khoảng cách từ trọng tâm diện tích cốt thép S đến điểm đặt của hợp lực trong vùng chịu nén của tiết diện bêtông phía trên vết nứt được xác định như sau:

21

00 1

2

f

f

hhz h

h1 = 2a: đối với cấu kiện chữ nhật



Chiều cao vùng chịu nén tương đối của bêtông được tính như sau:

.

0

1, 51 5 ' 11, 5 5

10

1 f

s to teh

Số hạng thứ 2 của công thức trên lấy dấu “+” khi có lực nén trước, ngược lại lấy dấu “-“ khi có lực kéo trước, do tính toán cho cấu kiện chịu uốn nên số hạng thứ 2 này bằng 0.

φf : được xác định theo công thức:

' ' '

0

2 sf ff

b b h Abh

Trong đó:

β: Hệ số lấy như sau:

Đối với bêtông nặng & bêtông nhẹ: 1,8

Đối với bêtông hạt nhỏ: 1,6

Đối với bêtông rỗng và bêtông tổ ong: 1,4

δ’ 20 n

Mbh R

'

0

12

ff

hh

es tot: Độ lệch tâm của lực dọc N đối với trọng tâm tiết diện cốt thép, tương ứng với nó là momen M. (Do tính theo cấu kiện chịu uốn nên cho es tot = 0).

α a

b

EE

hf’ = 2a’

'sA : diện tích cốt thép căng trước '

sA = 0

bf’ : Phần chiều cao chịu nén của cánh tiết diện chữ I, T bf’ = 0

υ: Hệ số đặc trưng trạng thái đàn dẻo của bêtông vùng chịu nén, phụ thuộc vào độ ẩm môi trường và tính chất dài hạn & ngắn hạn của tải trọng. υ = 0,15 đối với tải trọng dài hạn, υ =0,45 Đối với tải trọng ngắn hạn trong môi trường có độ ẩm lớn hơn 40%.



µ0

aFbh

hàm lượng cốt thép

Bảng : Kết quả tính toán bề rộng khe nứt

CÁC ĐẶC TRƯNG

Ô SÀN MÁI S7

Cạnh ngắn l1=3.7m Cạnh dài l2=7m

Nhịp Gối Nhịp Gối

Rn(kG/cm2) 115 115 115 115

Ea (kG/cm2) 2.1*106 2.1*106 2.1*106 2.1*106

Eb (kG/cm2) 2.7*105 2.7*105 2.7*105 2.7*105

α 7.77 7.77 7.77 7.77

b(cm) 100 100 100 100

h (cm) 10 10 10 10

a (cm) 1.5 1.5 1.5 1.5

a'(cm) 1.5 1.5 1.5 1.5

h1(cm) 3 3 3 3

h'f(cm) 3 3 3 4

ho(cm) 8.5 8.5 8.5 8.5

As(cm2) 1.89 5.03 1.42 2.52

Mtt(kGcm) 31354 67417 8695 18904

Mtc(kGcm) 28503 61288 7904 17185

µ 0,0022 0,0059 0,0018 0,0030

δ 1 1 1 1

φ1 1 1 1 1

η 1.3 1.3 1.3 1.3

d (cm) 0.6 0.8 0.6 0.8

β 1,8 1,8 1,8 1,8

δ ' 0,0343 0,0738 0,0095 0,0207

φf 0 0 0 0



λ 0 0 0 0

υ 0,15 0,15 0,15 0,15

ξ 0,12 0,21 0,11 0,15

z(cm) 7.99 7.61 8.03 7.86

σa (kG/cm2) 1887.5 1601.1 693.2 867.6

acrc (mm) 0.0994 0.082 0,03 0,05

[a] =0,3mm Thỏa Thỏa Thỏa Thỏa

Phần 2 – KẾT CẤU Chương 3: TÍNH TOÁN CẦU THANG GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh


Chương 3:

TÍNH TOÁN CẦU THANG

A. CẦU THANG DẦM CHỊU LỰC:

I. MÔ TẢ CẦU THANG:

MẶT CẮT CẦU THANG 1-1

+2.72+4.8

±0.00

±0.00

+2.72

+4.8

250

2500

2500

6480

8640

3400

13579111315

18 20 22 24 26

17

28 30

320

540

1| 1|

400

MẶT BẰNG CẦU THANG



- Cầu thang 2 vế gắp khúc, song song.

- Kích thước được ghi ở hình trên.

- Dọc 2 bên cầu thang được xây tường 200.

- Lan can cầu thang cao 1.2m, bằng nhôm, có tay vịnh.

II. SƠ ĐỒ KẾT CẤU CẦU THANG: (cầu thang dạng dầm chịu lực)

SƠ ĐỒ KẾT CẤU CẦU THANG

4520

1700

CNDT

1

2825

DT2

DT3

DT4

LM1

LM212501250

32534

40



III. TÍNH TOÁN CẦU THANG:

1. Chọn vật liệu sử dụng:

Chọn bêtông B20 → Rb = 11.5 Mpa = 115 kgf/cm2;

Rbt = 0.9 Mpa = 9kgf/cm2;

Eb = 27.103 Mpa.

Thép AIII 2365 3650 /sR M Pa daN cm

4 5 220.10 20.10 /sE MPa daN cm

Thép CI 2225 2250 /sR MPa daN cm 2

w 175 1750 /sR MPa daN cm

2. Cấu tạo cầu thang:

- Cấu tạo bậc thang:

+ Lát gạch Granite 40x40x1cm.

+ Vữa lót #50 dày 2cm.

+ Bậc xây gạch thẻ (tính theo kích thước bậc).

+ Bản sàn BTCT dày 10cm .

+ Vữa trát trần cầu thang #75 dày 1.5cm.

- Cấu tạo chiếu nghĩ :





- Kích thước cầu thang : (Cầu thang 2 vế).

+ Chiều cao bậc:h=160mm

+ Bề rộng bậc: b=270mm

+ Chiều cao tầng: H=4800mm

+ Bề rộng vế thang: B=1250mm



+ Góc nghiệng của bản thang: 0160 30.1270

htgb

3. Tải trọng tính toán:

a. Bản thang :

Tĩnh tải bản thang: (TCVN 2737-1995)

- Lớp đá Ceramic dày 1cm: 31 2800 /kg m

01

1( ). .cos (0.27 0.16)*0.01*cos(30.1 ) 0,0138

0.27tdb h m

b

- Lớp vữa lót dày 2cm : 32 1600 /kg m

01

2( ). .cos (0.27 0.16)*0.02*cos(30.1 ) 0,0276

0.27tdb h m

b

- Lớp gạch xây bậc thang : 33 1800 /kg m

0

3.cos 0.16*cos(30.1 ) 0,069

2 2tdh m

- Lớp sàn bê tông cốt thép dày 10cm: 34 2500 /kg m

- Lớp vữa trát trần dày 1.5cm: 32 1600 /kg m

Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang theo phương nghiêng:

11

2

0.0138*2800*1.1 0.0276 0.015 *1600*1.3

0.069*1800*1.1 0.1*2500*1.1 542.732 /

n

i i ig n

kg m

Tải trọng tác dụng theo phương thẳng đứng:

1 210

542.732 627.33 /cos cos(30.1 )td

gg kg m

- Trọng lượng lan can 30 /lcg kg m , quy tải lan can trên đơn vị 2m bản thang:

230 /lcg kg m

Hoạt tải bản thang:

- Hoạt tải tác dụng lên cầu thang: 300kg/m2 (TCVN 2737-1995) 2300*1.2 360 /p kg m



Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang: 1

1 627.33 30 360 1017.33 /td lcq g g p kg m

b. Chiếu nghĩ:

Tĩnh tải:




- Lớp vữa trát trần dày 1.5cm:

21

10.01*2800*1.1 0.02 0.015 *1600*1.3 0.1*2500*1.1 378.6 /

n

i i ig n kg m


230 /lcg kg m

Hoạt tải:



1 378.6 30 360 768.6 /td lcq g g p kg m

4. Tính toán và bố trí thép:

a. Tính toán nội lực :

- Liên kết giữa bản thang và dầm chiếu nghĩ được xem là liên kết ngàm.

- Chọn chiều dày sàn là hs = 10cm, lớp bảo vệ a = 1.5cm .

* Tính vế thang :

- Xét ô sàn vế 1 là bản sàn 4 cạnh.

- Gọi L1 là chiều dài cạnh ngắn, L2 là chiều dài cạnh dài của ô sàn.



Với :

L1 L2 L2/L1

VT1 1.25 4.52 3.62

VT2 1.25 3.44 2.75

Nhận xét : VT1 và VT2 có tỉ lệ L2/L1 > 2, nên cấu kiện này làm việc theo

phương cạnh ngắn (ô sàn 1 phương). Mà VT1 và VT2 có cùng L1=1.25m và

cùng tải trọng tác dụng nên momen tính toán sẽ bằng nhau.

Vậy ta chỉ tính toán lượng thép cho 1 cấu kiện VT1, cấu kiện VT2 bố trí thép như

VT1.

- Bản được tính như cấu kiện 2 đầu ngàm. Cắt bản theo phương cạnh ngắn với chiều

rộng b = 1m, ta tính tải phân bố đều ứng với bảng rộng 1m.


1 627.33 30 360 1017.33 /td lcq g g p kg m

* Xác định nội lực:

- Mômen tại giữa nhip:

M1

2 21 1017.33*1.25 66.23 .

24 24ql kg m

-Mômen tại gối:

4520

1250



MI 2 2

1 1017.33*1.25 132.47 .12 12ql kg m

Tính toán và chọn thép :

- Vật liệu :

Bêtông B20 : Rb = 11.5 Mpa = 115 daN/cm2

Rbt= 0.9 Mpa = 9 daN/cm2

Thép nhóm CI : Rs = Rsc = 225 Mpa = 2250 daN/cm2

Tra phụ lục 5 (Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép tập 1_Võ Bá Tầm) ta tìm được: => R =

0.437 và R = 0.645

Chọn: hs = 10 cm

a = 1.5 cm

h0 = 10 – 1.5 = 8.5 cm

Tính thép chịu moment dương M1 =66.23kg.m=6623 kg.cm theo phương cạnh

ngắn L1:

12 2

6623 0.008115*100*8.5m

b o

MR bh


0.996

21

0

6623 0.350.996*2250*8.5s

S

MA cmR h

Tra bảng bảng 4-12 Sổ tay thực hành kết cấu công trình_Vũ Mạnh Hùng, ta

chọn thép 6a200mm với As = 1.42 cm2. (ta bố trí thớ dưới)


0

1.42100% 100% 0.18%100 8.5

sAb h

%297.3%1002250

115645.0%100max

s

bR

RR




Tính thép chịu moment âm MI = 132.47kg.m=13247 kg.cm theo phương cạnh

ngắn L1:

2 2

13247 0.016115*100*8.5

Im

b o

MR bh


0.992

2

0

13247 0.690.992*2250*8.5

Is

S

MA cmR h

Tra bảng bảng 4-12 Sổ tay thực hành kết cấu công trình_Vũ Mạnh Hùng, ta

chọn thép 6a200mm với As = 1.42 cm2.(bố trí thớ trên ở gối ra ¼ nhịp)


0

1.42100% 100% 0.17%100 8.5

sAb h

%297.3%1002250

115645.0%100max

s

bR

RR


Sau cùng, ta lập bằng bảng số liệu bên dưới :

Số

hiệu

ô

sàn

Cạnh

Ngắn

L1

(m)

Cạnh

dài

L2

(m) = L2/L1

Hoạt

tải

ptt

daN/m2

Tĩnh

tải

gtt

daN/m2

Tải

toàn

phần

q

daN/m2

M1

MI

(daN.m)

1 2 3 4 5 6 6 7

VT1 1,25 4.52 3.62 360 657.33 1017.3

3

66

132



Ký hiệu

ô sàn

Momen

Giá trị

M

(daN.cm

ho

(cm)

b

(cm)

Rb

(MPa)

Rs

(MPa)

m

As

(cm2)

Chọn

thép As

chọn

a

(m.

m)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

VT1 M1 6623 8.5 100 115 225 0.008 0.996 0.35 6 200 1.42

MI 13246 8.5 100 115 225 0.016 0.992 0,7 6 200 1.42

Bảng 2.1 – Tính toán vế thang 1

Vế thang 2 (VT2) bố trí thép như vế thang 1 (VT1). (Vì có cùng chiều dài tính

toán L1=1.25m và cùng tải trọng tác dụng)

Tính toán chiếu nghĩ (CN):

Ta có α = 2

1

L 2.825 1.66L 1.7

< 2 Sàn làm việc theo 2 phương

Chọn chiều dày sàn là hs = 10cm, lớp bảo vệ a = 1.5cm .

Vậy bản thuộc loại bản kê bốn cạnh . Theo “Sổ tay thực hành kết cấu công trình” - TS. Vũ Mạnh Hùng thì bản làm việc như sơ đồ 9 vì có liên kết xung quanh các cạnh là ngàm.

Cắt bản theo hai phương vuông góc cạnh ngắn và cạnh dài với chiều rộng là b = 1 m = 100 cm.

Tải trọng:

- Tĩnh tải: g = 378,6+30=408,6 kg/m2 - Hoạt tải: ptt = 360 kg/m2 - Tải trọng toàn phần : P = (g + p)*L1*L2 = (373+195)*1.7*2.825 = 3691 (kg)



Tính moment:

Tra bảng 1-9 Sơ đồ 9/34 Sổ tay THKCCT của Vũ Mạnh Hùng với : α = 1.66

Nội suy tuyến tính: m91= 0.0202

m92= 0.0073

k91 = 0.0444

k92 = 0.0162

Vậy:

M1 = 0.0202*3691 = 7441 daN.cm

M2 = 0.0073*3691= 2695 daN.cm

MI = 0.0444*3691 = 16404 daN.cm

MII = 0.0162*3691 = 5965 daN.cm

Tính thép và bố trí thép : - Vật liệu :

Bêtông B20 : Rb= 11.5 Mpa = 115 kg/cm2

Rbt= 0.9 Mpa = 9 kg/cm2

Thép nhóm CI : Rs = Rsc = 225 Mpa = 2250 kg/cm2



Tra phụ lục 5 (Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép tập 1_Võ Bá Tầm) ta tìm được: R = 0.437

và R = 0.645

Tính thép chịu moment dương M1 =7441 daN.cm theo phương cạnh ngắn L1:

h0 = 10 – 1.5 = 8.5 (cm)

12 2

7441 0.009115*100*8.5m

b o

MR bh

< R =0.437

=>Thỏa điều kiện cốt đơn

=> ζ=0.996 . Tra bảng phụ lục 5 (Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép tập 1_Võ Bá Tầm)

21

0

7441 0.360.996*2250*8.5s

S

MA cmR h



0

1.42100% 100% 0.18%100*8.5

sAbh

max0.645*115100% 100% 3.30%

2250R b

s

RR


Tính thép chịu moment âm MI =16404daN.cm theo phương cạnh ngắn L1:

h0 = 10 – 1.5 = 8.5 (cm)

2 2

16404 0.02115*100*8.5

Im

b o

MR bh



2

0

16404 0.870.99*2250*8.5

Is

S

MA cmR h

Tra bảng bảng 4-2 Sổ tay thực hành kết cấu công trình_Vũ Mạnh Hùng, ta chọn thép 6a200mm với As = 1.42cm2.(bố trí thớ trên ở gối ra ¼ nhịp)




0

1.42100% 100% 0.18%100*8.5

sAbh

%30.3%1002250

115645.0%100max

s

bR

RR


Tính thép chịu moment dương M2 = 2695 daN.cm theo phương cạnh dài L2:

(Chú ý: ho=hs – a –( 1 + 2)/2 = 10 – 1.5 – (0.6 + 0.6)/2 = 7.9 ( cm)

22 2

2695 0.004115*100*7.9m

b o

MR bh



22

0

2695 0.150.998*2250*7.9s

S

MA cmR h

Tra bảng bảng 4-12 Sổ tay thực hành kết cấu công trình_Vũ Mạnh Hùng, ta chọn thép 6a200mm với As = 1.42 cm2.(bố trí thớ dưới, nằm trên thép M1)


0

1.42100% 100% 0.18%100*7.9

sAbh

%30.3%1002250

115645.0%100max

s

bR

RR


Tính thép chịu moment âm MII = 5965daN.cm theo phương cạnh dài L2:

h0 = 10 – 1.5 = 8.5 (cm)

2 2

5965 0.007115*100*8.5

IIm

b o

MR bh


0.996 . Tra bảng phụ lục 5 (Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép tập 1_Võ Bá Tầm)

2

0

5965 0.310.996*2250*8.5

IIs

S

MA cmR h

Tra bảng bảng 4-2 Sổ tay thực hành kết cấu công trình_Vũ Mạnh Hùng, ta chọn thép 6a200mm với As =1.42 cm2.(bố trí thớ trên ở gối ra ¼ nhịp)




0

1.42100% 100% 0.18%100 8.5

sAb h


.Sau cùng, ta tổng hợp bằng bảng số liệu bên dưới :

Chú ý đơn vị:1 MPa = 10 daN/cm2

Ký hiệ

ô sàn Momen

Giá trị M

(daN.cm)

ho

(cm)

b

(cm)

Rb

(MPa)

Rs

(MPa) m

As

(cm2)

Chọn thép As

chọn

%

a (m.m)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

CN

M1 7441 8,5 100 11,5 225 0,009 0,996 0,39 6 200 1,42 0,18

M2 2695 7,9 100 11,5 225 0,004 0,998 0,15 6 200 1,42 0,18

MI 16404 8,5 100 11,5 225 0,020 0,990 0,87 6 200 1,42 0,18

MII 5965 8,5 100 11,5 225 0,007 0,996 0,31 6 200 1,42 0,18

Bảng 2.2 – tính toán chiếu nghĩ

Số

hiệu

ô

sàn

Cạnh

dài

L1

(m)

Cạnh

ngắn

L2

(m)

= L2/L1

m91

m92

k91

k92

Hoạt tải

gtt

daN/m2

Tĩnh

tải

ptt

daN/m2

P=(P

tt+g t

t)L1.L

2

M1

M2

MI

MII

(daN.m)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

CN

1,7

2,8

1,66

0,0202 360

408,6

3691

74

0,0073 27

0,0444 164

0,0162 60



5. Tính toán dầm chiếu nghĩ DT1: a. Sơ đồ truyền tải:

b. Xác định tải trọng tác dụng:

- Trọng lượng bản thân dầm: 2500*0.2*0.3*1.1 165 /g bhn kg m

Trong đó: 32500 /kg m b=0.2m chiều rộng, h=0.3m chiều cao dầm DT1

n=1.1 hệ số vượt tải.

- Tải trọng truyền vào dầm: Do sàn chiếu nghĩ (CN) là ô sàn 2 phương nên tải trọng truyền vào dầm DT1 sẽ theo hình thang, nên ta qui về dang tải phân bố đều.

2 31

2

1.7 0.3 1 2 0.852 2* 2.825L kL

4 1 1. . 0.85*(360 408.6)* 555.31 /

2 2Std

Lg k q kg m

- Tải trọng do tường 200 xây trên dầm DT1 từ cao trình 2.72m đến 4.8m (cao 2.02m).

1500*0.2*2.02*1.3 787.6 /g bhn kg m

- Tổng tải trọng tác dụng lên dầm DT1: g=165+555.31+787.6=1507.91kg/m

c. Xác định nội lực:

- Sơ đồ tính

1700

CNDT128

25



- Lực cắt: 1507.9*2.825 2129.9

2 2qlQ kg

- Momen: + Sơ đồ 1: (tìm momen bụng lớn nhất)

0gM 2 21507.9*2.825 1504.2 .

8 8bqlM kg m

+ Sơ đồ 1: (tìm momen gối lớn nhất)

2 21279.5*2.825 1002.8 .12 12gqlM kg m

2 21279.5*2.825 501.4 .

24 24bqlM kg m

d. Tính toán cốt thép:

- Số liệu tính toán:


q=1507.9kg/m

q=1507.9kg/m

2825

so d? 1

so d? 2

Sơ đồ 1

Sơ đồ 2




Eb = 27.103 Mpa.

Chọn tiết diện : b = 20cm, h =30cm , lớp bảo vệ agt =4cm → h0 = 30 – 4 =26cm

Chọn thép AIII (tra PL2) → Rs = 365 Mpa = 3650 kgf/cm2 ;

Es = 20.104 Mpa.


→ ξR = 0.59 ; αR = 0.416.

Tính toán cốt dọc:

- Tính cốt thép chịu momen bụng (Mb=1504.2kg.m)

Tính αm = 2 2

150420 0.092115*20*26b o

MR b h

< αR = 0.416 → thỏa ĐK cốt đơn

ζ=0.949 . Tra bảng phụ lục 5 (Kết Cấu Bê Tông Cốt Thép tập 1_Võ Bá Tầm)

21

0

150420 1.670.949*3650*26s

S

MA cmR h

- Bố trí thép :

As = 2.18 cm2 → chọn 218 ( As chọn = 5.09 cm2).

- Kiểm tra hàm lượng:

= 0

5.09*100 *100 0.98%20*26

sAbh

min=0.1%

max=100% 0.59*115*100% 1.85

3650R b

S

RR

%

min < < max (thỏa)

- Kiểm tra lớp bảo vệ:

att = 2 + 0.9 =2.9 cm < agt = 4 cm → thỏa

- Kiểm tra khoảng thông thủy giữa 2 cốt thép t0:

t0 = 20 – 2*1.8=16.4 cm ≥ 3cm (thỏa).



- Tính cốt thép chịu momen gối (Mg=1002.8kg.m)

Tính αm = 2 2

100280 0.064115*20*26b o

MR bh



21

0

100280 1.090.967*3650*26s

S

MA cmR h

- Bố trí thép :

As = 1.83 cm2 → chọn 218 ( As chọn = 5.09 cm2).


= 0

5.09*100 *100 0.98%20*26

sAbh

min=0.1%

max=100% 0.59*115*100% 1.85

3650R b

S

RR

%

min < < max (thỏa)


att = 2 + 0.9 =2.9 cm < agt = 4 cm → thỏa


t0 = 20 – 2*1.8=16.4 cm ≥ 3cm (thỏa).

Tính toán cốt đai: Qmax=2129.9kg

chọn cốt đai 6, 2 nhánh ( asw = 0.283cm2, n = 2)

Ta có:

Rsw=175Mpa = 1750daN/cm2=1750kgf/cm2 Asw=2x0.283=0.566cm2 Es=2.1x104 Mpa

o Bê tông B20 : Rb=11.5 Mpa =115daN/cm2 Eb=27x103Mpa=2.7x105kgf/cm2 Rbt=0.9 Mpa=9 daN/cm2=9kgf/cm2

- Tính:



Với lớp bảo vệ cốt đai lấy bằng 2cm. → h0 = h – 2 = 30-2=28 cm.

b4 = 1.5 : đối với bê tông nặng.

n là hệ số xét đến ảnh hưởng của lực dọc trục ( bài này n = 0).

Smax=2 2

4 0

max

(1 ) 1.5*(1 0)*9*20*28 562129.9

b n btR bh cmQ

Với Mb=b2(1+f+n)Rbtbh02

b2=2: đối với bê tông nặng.

Bỏ qua ảnh hưởng của cánh T → f = 0.

→ Mb=2*(1+0+0)*9*20*282=282240 kgf.cm

Stt1= 2 2max

4 4*282240*1750*0.566 246.3(2129.9)

b sw swM R A cmQ

Với b3=0.6: đối với bê tông nặng.

Stt2=ଶୖ౩౭౩౭

ౘయ(ଵାା)ୖౘ౪ୠ= ଶ୶ଵହ୶.ହ

.୶(ଵାା)୶ଽ୶ଶ= 18.343cm

Chiều cao dầm h= 30cm < 45cm

Sct= ଷଶ

= 15cm và Sct ≤ 15cm

Sbt = min(Smax,Stt1,Stt2,Sct)=(56; 246.3; 18.343; 15)=15cm.

chọn Sbt=15cm

+ Kiểm tra điều kiện chịu nén

Qmax 0.3ω1b1Rbbh0

Với ω1 = 1+5 ω = 1 + 5*7.78*1.89*10-3=1.07 < 1.3

Trong đó: = 78.710*2710*21

3

4

b

s

EE

ω =౩౭ୠୱ

= .ହଶ୶ଵହ

=1.89x10-3 (lấy khoảng cách giữa các cốt đai s=15)

b1 = 1 - βRb

+ β = 0.01 đối với bê tông nặng



+ Rb = 11.5Mpa

b1 = 1 – 0.01*11.5 = 0.885

Vậy Qmax 0.3*1.07*0.885*115*20*28=17674.9kg=17.6T

Qmax= 2129.9kg < 17674.9kg ( thỏa)

Kết luận: Ta bố trí cốt đai cho nhịp là 6, n=2, Sbt = 15cm cho đoạn ¼ ở 2 đầu dầm, đoạn ½ giữa dầm bố trí 6a200.

Bảng 2.3 – tính toán dầm DT1

G.trị Qmax a h ho b

Chọn thép đai sct Mb smax stt1 stt2 sbt

(daN) (cm) (cm) (cm) (cm) n s s (cm) (daN.cm) (cm) (cm) (cm) (cm)

2.130 2 30 28,0

20 2 6 0,565 15,0

282240 56,0 246,3 18,3 15

0,0019 1,0733

Giá trị M a h ho b Rb Rs m As tt%

Chọn thép As ch%

(daN.cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (MPa) (MPa) (cm2) n chọn

150.420

4 30 26,0 20 11,5 280 0,097 0,949 1,67 0,42 2 18 5,09 0,98 100.280

4 30 26,0 20 11,5 280 0,064 0,967 1,09 0,27 2 18 5,09 0,98



6. Tính toán dầm DT3: a. Sơ đồ tính:





- Tải trọng truyền vào dầm: + Do sàn vế thang 1 (VT1) là ô sàn 1 phương truyền vào dầm DT3. Thực tế thì ta tính theo sơ đồ truyền tải là hình thang, nhưng để an toàn và dễ tính toán nên ta truyền tải theo dạng hình chữ nhật. Với: q=g+p=657.33+360=1017.33kg/m2

1 1.25. 1017.33* 635.83 /2 2Lg q kg m

- Tổng tải trọng tác dụng lên dầm DT3: q=165+635.83=800.83kg/m


- Sơ đồ tính: “tương tự như dầm DT1 với tải tác dụng q=800.83kg/m) d. Tính toán thép dầm DT3 : « tương tự như tính toán thép dầm D1 »

4520

1700

DT12825

DT3

LM2

1250



BẢNG THỐNG KÊ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN DẦM DT3

Bảng 2.4 – Tính toán dầm DT3

7. Tính toán dầm DT4: a. Sơ đồ truyền tải:



1700

DT12825

DT4

1250

3440




1.810 3 20 17,0 20 2 6 0,565 10,0 104040 34,0 125,7 18,3 10 0,0028 1,1100


Chọn thép As ch%


204.516 4 20 16,0 20 11,5 365 0,347 0,776 4,51 1,41 2 22 7,60 2,38

136.344 4 20 16,0 20 11,5 365 0,232 0,866 2,69 0,84 2 18 5,09 1,59





- Tải trọng truyền vào dầm: + Do sàn vế thang 2 (VT2) là ô sàn 1 phương truyền vào dầm DT4. Thực tế thì ta tính theo sơ đồ truyền tải là hình thang, nhưng để an toàn và dễ tính toán nên ta truyền tải theo dạng hình chữ nhật. Với: q=g+p=657.33+360=1017.33kg/m2

1 1.25. 1017.33* 635.83 /2 2Lg q kg m

- Tổng tải trọng tác dụng lên dầm DT4: q=165+635.83=800.83kg/m


- Sơ đồ tính: “tương tự như dầm DT1 với tải tác dụng q=800.83kg/m) d. Tính toán thép dầm DT4 : « tương tự như tính toán thép dầm DT1 »





1.378 2 30 28,0 20 2 6 0,565 15,0 282240 56,0 588,3 18,3 15 0,0019 1,0733


Chọn thép As ch%


118.459 4 20 16,0 20 11,5 365 0,201 0,887 2,29 0,72 2 18 5,09 1,59

78.973 4 20 16,0 20 11,5 365 0,134 0,928 1,46 0,46 2 18 5,09 1,59



8. Tính toán dầm chiếu nghĩ DT2: a. Sơ đồ tính:





- Tải trọng sàn truyền vào dầm: + Do sàn chiếu nghĩ (CN) là ô sàn 2 phương nên tải trọng truyền vào dầm D2 sẽ theo hình thang, nên ta qui về dang tải phân bố đều.

2 31

2

1.7 0.3 1 2 0.852 2* 2.825L kL

1 1.7. . 0.85*(360 408.6)* 555.31 /

2 2Lg k q kg m

+ Tải trọng của vế thang 1 và vế thang 2 truyền lên dầm D2, theo dạng hình tam giác: Với: q=g+p=657.33+360=1017.33kg/m2

15 5 1.25. . *1017.33* 397.4 /8 2 8 2

Lg q kg m

- Tổng tải phâm bố tác dụng lên dầm DT2: g=165+555.31+2*397.4=1515.11kg/m g’=165+555.31=720.31kg/m

- Tải trọng tập trung từ dầm DT4: 4 1378DTP Q kg

DT2DT3

DT4

LM1

LM2

1250

1250

1700

CNDT128

25



- Tải trọng tập trung từ dầm DT3: 3 1810DTP Q kg


- Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực: + Sơ đồ 1: gối 2 đầu

Sơ đồ tính

Lực cắt

Momen

+ Sơ đồ 2: ngàm 2 đầu.

Sơ đồ tính



Lực cắt

Momen

BẢNG KẾ QUẢ NỘI LỰC DẦM DT2

Lực cắt Q (Kg)

Momen bụng Mb (Kg.m)

Momen gối Mg

(kg.m)

Sơ đồ 1 3703.5 3404.9 0

Sơ đồ 2 3713.3 1304.93 2076.31

Max 3713.3 3404.9 2076.3

d. Tính toán thép dầm DT2 : « tương tự như tính toán thép dầm DT1 »

BẢNG THỐNG KÊ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN DẦM DT2


Chọn thép As ch%


304.090 4 30 26,0 20 11,5 365 0,196 0,890 3,60 0,69 2 18 5,09 0,98

207.630 4 30 26,0 20 11,5 365 0,134 0,928 2,36 0,45 2 18 5,09 0,98






3.713 2 30 28,5 20 2 6 0,565 15,0 292410 57,0 83,9 18,3 15 0,0019 1,0733


9. Tính toán dầm li-mong LM1

a. Sơ đồ truyền tải:

b. Xác định tải trọng tác dụng: - Trọng lượng bản thân dầm:

2500*0.2*0.4*1.1 220 /g bhn kg m Trong đó: 32500 /kg m

b=0.2m chiều rộng, h=0.4m chiều cao dầm LM2 n=1.1 hệ số vượt tải.

- Tải trọng sàn truyền vào dầm: + Do sàn chiếu nghĩ (CN) là ô sàn 2 phương nên tải trọng truyền vào dầm LM1 sẽ theo hình tam giác, nên ta qui về dang tải phân bố đều.

LM1

DT2

45201700

DT12825

1250



15 5 1.7. . *(360 408.6)* 408.3 /8 2 8 2

Lg q kg m

+ Tải trọng của vế thang 1 truyền lên dầm LM1, theo dạng hình chữ nhật: Với: q=g+p=657.33+360=1017.33kg/m2

1 1.25. 1017.33* 635.83 /2 2Lg q kg m

- Tải trọng tường 200 xây trên dầm: + Đoạn dầm vế thang 1:

1500*0.2*4.5*1.3 1755 /g bhn kg m + Đoạn dầm chiếu nghĩ:

1500*0.2*2.02*1.3 787.8 /g bhn kg m

- Tổng tải phâm bố tác dụng lên dầm DT2: + Đoạn dầm vế thang 1: g=220+635.83+1755=2610.83kg/m + Đoạn dầm chiếu nghĩ: g’=220+408.3+787.8=1416.1kg/m

- Tải trọng tập trung từ dầm DT2: 2 3713.3DTP Q kg


- Sơ đồ 1: gối 2 đầu.

Sơ đồ tính

C

B A

4.52m 1.7m

H=2.72m



Lực cắt

Momen



- Sơ đồ 2: ngàm 2 đầu.

Sơ đồ tính.

Lực cắt



Momen

Lực cắt Q

Kg Momen gối

MA

Kg.m

Momen gối MC

Kg.m

Momen bụng Mb

Kg.m

Sơ đồ 1 5555.2 0 0 6715.5

Sơ đồ 2 7414.7 5676.7 8061.7 3558.6

Max 7414.7 5676.7 8061.7 6715.5

d. Tính toán thép dầm LM1 : « tương tự như tính toán thép dầm DT1 »

BẢNG THỐNG KÊ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN DẦM LM1




7.415 3 40 37,0 20 2 6 0,565 15,0 492840 49,9 35,5 18,3 15 0,0019 1,0733



Vị trí

Giá trị M a h ho b Rb Rs m As

tt %

Chọn thép As ch%

daN.cm cm cm cm cm MPa MPa cm2 n n chọn

Gối A

567.670 4 40 36,0 20 11,5 365 0,190 0,893 4,84 0,67 2 22 7,60 1,12

Nhịp 671.550 4 40 36,0 20 11,5 365 0,225 0,871 5,87 0,82 2 22 1 12 8,73 1,21

Gối C 806.170 4 40 36,0 30 11,5 365 0,180 0,900 6,82 0,63 2 22 2 12 9,86 1,37

Bảng 2.7 – tính toán dầm LM1

10. Tính toán dầm li-mong LM2

a. Sơ đồ truyền tải:



Trong đó: 32500 /kg m b=0.2m chiều rộng, h=0.4m chiều cao dầm LM2


1700

CNDT128

25

LM2

1250

1250

325DT2

3440



- Tải trọng sàn truyền vào dầm: + Do sàn chiếu nghĩ (CN) là ô sàn 2 phương nên tải trọng truyền vào dầm LM2 sẽ theo hình tam giác, nên ta qui về dang tải phân bố đều.

15 5 1.7. . *(360 408.6)* 408.3 /8 2 8 2

Lg q kg m

+ Tải trọng của vế thang 1 truyền lên dầm LM2, theo dạng hình chữ nhật: Với: q=g+p=657.33+360=1017.33kg/m2

1 1.25. 1017.33* 635.83 /2 2Lg q kg m

- Tải trọng tường 200 xây trên dầm: + Đoạn dầm vế thang 2:

1500*0.2*2*1.3 780 /g bhn kg m + Đoạn dầm chiếu nghĩ:

1500*0.2*2.02*1.3 787.8 /g bhn kg m

- Tổng tải phâm bố tác dụng lên dầm DT2: + Đoạn dầm vế thang 1: g=220+635.83+780=1635.83kg/m + Đoạn dầm chiếu nghĩ: g’=220+408.3+787.8=1416.1kg/m

- Tải trọng tập trung từ dầm DT2: 2 3713.3DTP Q kg


- Sơ đồ 1: gối 2 đầu.



Sơ đồ tính

Lực cắt

Momen

1.7m 3.44m

H=2.02m

A B

C



- Sơ đồ 2: ngàm 2 đầu.

Sơ đồ tính

Lực cắt



Momen

Lực cắt Q

Kg Momen gối

MA

Kg.m

Momen gối MC

Kg.m

Momen bụng Mb

Kg.m

Sơ đồ 1 2936.9 0 0 2962.5

Sơ đồ 2 3995.7 3477.8 3666.2 1408.2

Max 3995.7 3477.8 3666.2 2962.5

a. Tính toán thép dầm LM2 : « tương tự như tính toán thép dầm DT1 »

BẢNG THỐNG KÊ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN DẦM LM2

Vị trí

Giá trị M a h ho b Rb Rs m As

tt %

Chọn thép As ch%

daN.cm cm cm cm cm MPa MPa cm2 n n chọn

Gối A

347.780 4 30 26,0 20 11,5 365 0,224 0,872 4,20 0,81 2 22 7,60 1,46

Nhịp 296.350 4 30 26,0 20 11,5 365 0,191 0,893 3,50 0,67 2 22 7,60 1,46

Gối C

366.620 4 30 26,0 30 11,5 365 0,157 0,914 4,23 0,54 2 22 7,60 1,46






3.996 3 40 37,0 20 2 6 0,565 15,0 492840 74,0 122,2 18,3 15 0,0019 1,0733




B. TÍNH TOÁN CẦU THANG DẠNG BẢN CHỊU LỰC:

I. MÔ TẢ CẦU THANG:

MẶT CẮT CẦU THANG 1-1

- Do cầu thang chỉ có 1 cột chống nên không thể thiết kế cầu thang dạng dầm chịu

lực, nên ta thiết kế dạng bản chịu lực.

- Cầu thang 3 vế gắp khúc.

1

2000

2000

600

2000

3200

3300 2000900

4200

160

300

450

1200

300

1 3 5 7 9 11

13

15

1618202224262830

+1.92

+2.40+4.80

±0.00

±0.00

+1.92

+2.40

+4.80

1

MẶT BẰNG CẦU THANG



- Kích thước được ghi trong bản vẽ.

- Lan can cầu thang cao 1m, bằng nhôm, có tay vịnh.

II. SƠ ĐỒ KẾT CẤU CẦU THANG: (cầu thang dạng bản chịu lực)

SƠ ĐỒ KẾT CẤU CẦU THANG

VT1

VT2

VT3

LM1

CN1

CN2

2000 600 2000

1900

3400

3200

1200

900

4300



III. TÍNH TOÁN CẦU THANG:

1. Chọn vật liệu sử dụng:



Eb = 27.103 Mpa.

Thép AIII 2365 3650 /sR MPa daN cm

4 5 220.10 20.10 /sE MPa daN cm

Thép CI 2225 2250 /sR MPa daN cm 2

w 175 1750 /sR MPa daN cm

2. Cấu tạo cầu thang:

- Cấu tạo bậc thang:



+ Bậc xây gạch thẻ (tính theo kích thước bậc).



- Cấu tạo chiếu nghĩ :





- Kích thước cầu thang : (Cầu thang 3 vế).

+ Chiều cao bậc:h=160mm

+ Bề rộng bậc: b=300mm

+ Chiều cao tầng: H=4800mm

+ Bề rộng vế thang: B=2000mm

+ Góc nghiệng của bản thang:



0160 28300

htgb

3. Tải trọng tính toán: (Ta cắt một dãy bản có bề rộng 1m để tính).

a. Bản thang :

Tĩnh tải bản thang: (TCVN 2737-1995)


01

1( ). .cos (0.3 0.16)*0.01*cos(28 ) 0,0135

0.3tdb h m

b


01

2( ). .cos (0.3 0.16)*0.02*cos(28 ) 0,027

0.3tdb h m

b

- Lớp gạch xây bậc thang : 33 1800 /kg m

0

3.cos 0.16*cos(28 ) 0,071

2 2tdh m


- Lớp vữa trát trần dày 1.5cm: 32 1600 /kg m

Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang theo phương nghiêng:

11

2

0.0135*2800*1.1 0.027 0.015 *1600*1.3

0.071*1800*1.1 0.1*2500*1.1 544.52 /

n

i i ig n

kg m

Tải trọng tác dụng theo phương thẳng đứng:

1 210

544.52 616.71 /cos cos(28 )td

gg kg m


230 /lcg kg m

Hoạt tải bản thang:





1 616.71 30 360 1006.71 /td lcq g g p kg m

b. Chiếu nghĩ:

Tĩnh tải:




- Lớp vữa trát trần dày 1.5cm:

21

10.01*2800*1.1 0.02 0.015 *1600*1.3 0.1*2500*1.1 378.6 /

n

i i ig n kg m


230 /lcg kg m

Hoạt tải:



1 378.6 30 360 768.6 /td lcq g g p kg m 4. Tính toán vế thang 1 VT1:(Ta cắt một dãy bản có bề rộng 1m để tính).

a. Xác định nội lực:

Chiều dài vế thang:

0

3.4 3.85cos28

l m

- Sơ đồ tính



- Lực cắt:

-

1006.71*3.85 1937.922 2qlQ kg


0gM 2 21006.71*3.85 1865.3 .

8 8bqlM kg m


2 21006.71*3.85 1243.5 .12 12gqlM kg m

2 21006.71*3.85 621.8 .

24 24bqlM kg m

q=1507.9kg/m

q=1507.9kg/m

2825

so d? 1

so d? 2

Sơ đồ 1

Sơ đồ 2

1006.71kg.m

1006.71kg.m

3.85m



BẢNG KẾ QUẢ NỘI LỰC VẾ THANG 1 Momen bụng Mb

(Kg.m) Momen gối Mg

(kg.m)

Sơ đồ 1 1865.3 0

Sơ đồ 2 621.8 1243.5

Max 1865.3 1243.5

b. Tính toán cốt thép:




Eb = 27.103 Mpa.

Chọn thép AIII (tra PL2) → Rs = 365 Mpa = 3650 kgf/cm2 ;

Es = 20.104 Mpa.


→ ξR = 0.59 ; αR = 0.416.

- Với: b = 100cm , 0 10 1.5 8.5h h a cm , Rb=115 kg/cm2, Rs=3650 kg/cm2.

Tính toán và bố trí thép dương ở nhịp: Mb=1865.3 kg.m

- Chọn lớp bảo vệ: a=1.5 cm ho= 10-1.5 = 8.5cm

2

2 2

1865.3*10 0, 225 0, 439115*100*8.5m R

b o

MR bh


2

0

186530 6.90.871*3650*8.5s

S

MA cmR h

- Bố trí thép :

As = 6.9cm2 → chọn 518 ( As chọn = 14.13 cm2).

- Kiểm tra hàm lượng thép :



14.13*100 *100 1.66%100*8.5

s

o

Abh

min 0,1% và max. 0.65*115*100 *100 1.85%

3650R b

s

RR

min max Thỏa điều kiện hàm lượng.

o Chọn 25 16 200( 10.05 )sa A cm

Tính toán và bố trí thép âm ở gối: Mg = 1243.5 kg.m

- Chọn lớp bảo vệ: a=1.5 cm ho= 10-1.5 = 8.5cm

2

2 2

1243.5*10 0,15 0, 439115*100*8.5m R

b o

MR bh


2

0

124350 4.40.919*3650*8.5s

S

MA cmR h

- Bố trí thép :

As = 4.4cm2 → chọn 714 ( As chọn =10.78 cm2).

- Kiểm tra hàm lượng thép :

10.78*100 *100 1.27%100*8.5

s

o

Abh

min 0,1% và max. 0.65*115*100 *100 2.67%

2800R b

s

RR

min max Thỏa điều kiện hàm lượng.

o Chọn 214 150( 10.78 )sa A cm

2( )sA cm 2( )sA chon cm Bố trí

Nhịp 6.9 10.05 18 200a

Gối 4.4 10.78 14 150a



Bảng 2.9 – tính toán vế thang 1

5. Tính toán vế thang 3 VT3:(Ta cắt một dãy bản có bề rộng 1m để tính).

a. Xác định nội lực: Chiều dài vế thang:

0

4.3 4.9cos 28

l m

- Sơ đồ tính

q=1507.9kg/m

q=1507.9kg/m

2825

so d? 1

so d? 2


Chọn thép

As(daN.cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (MPa) (MPa) (cm2) n chọn

ch%

186.530 1,5 10 8,5 100 11,5 280 0,224 0,871 6,90 1,06 5 18 14.13 1,66

124.350 1,5 10 8,5 100 11,5 280 0,150 0,919 4,37 0,67 7 14 10,78 1,27

Sơ đồ 1

Sơ đồ 2

1006.71kg.m

1006.71kg.m

4.9m



- Lực cắt: 1006.71*4.9 2466.44

2 2qlQ kg


0gM 2 21006.71*4.9 3021.4 .

8 8bqlM kg m


2 21006.71*4.9 2014.3 .12 12gqlM kg m

2 21006.71*4.9 1007.2 .

24 24bqlM kg m

BẢNG KẾ QUẢ NỘI LỰC VẾ THANG 3 Momen bụng Mb

(Kg.m) Momen gối Mg

(kg.m)

Sơ đồ 1 3021.4 0

Sơ đồ 2 1007.2 2014.3

Max 3021.4 2014.3

b. Tính toán cốt thép: (tính toán như tính VT1)




Eb = 27.103 Mpa.

Chọn thép CII (tra PL2) → Rs = 280 Mpa = 2800 kgf/cm2 ;

Es = 21.104 Mpa.


→ ξR = 0.623 ; αR = 0.429.

- Với:



b = 100cm , 0 10 1.5 8.5h h a cm , Rb=115 kg/cm2, Rs=2800 kg/cm2


Chọn thép As ch%

(daN.cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (MPa) (MPa) (cm2) n chọn 302.140 2 10 8,5 100 11,5 365 0,364 0,761 12,80 1,51 7 18 17,81 2,10 210.430 2 10 8,5 100 11,5 365 0,253 0,851 7,97 0,94 7 14 10,78 1,27


Nhịp 12.8 17.81 18 150a

Gối 7.98 6.16 14 150a


6. Tính toán vế thang 2 VT2:(Ta cắt một dãy bản có bề rộng 1m để tính).


- Sơ đồ tính:

1006.71*2 2013.42Q ql kg

2 21006.71*2 2013.42 .2 2g

qlM kg m

0 .bM kg m

- Tính toán cốt thép: (tính toán như tính VT2)


q=1006.71kg/m

2000





Eb = 27.103 Mpa.


Es = 21.104 Mpa.


→ ξR = 0.623 ; αR = 0.429.

- Với: b = 100cm , 0 10 1.5 8.5h h a cm , Rb=115 kg/cm2, Rs=2800 kg/cm2


Chọn thép As ch%


201.342 2 10 8,5 100 11,5 365 0,242 0,859 7,56 0,89 7 14 10,78 1,18


Gối 7.56 10.78 14 150a


7. Tính toán chiếu nghỉ 1 CN1:(Ta cắt một dãy bản có bề rộng 1m để

tính).


- Sơ đồ tính:



768.6*2 1537.2Q ql kg

2 2768.6*2 1537.2 .2 2g

qlM kg m

0 .bM kg m

b. Tính toán cốt thép: (tính toán như tính VT1)




Eb = 27.103 Mpa.


Es = 21.104 Mpa.


→ ξR = 0.623 ; αR = 0.429.

- Với: b = 100cm , 0 10 1.5 8.5h h a cm , Rb=115 kg/cm2, Rs=2800 kg/cm2

q=768.6kg/m

2000




Chọn thép As ch%

(daN.cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (MPa) (MPa) (cm2) n chọn 153.720 2 10 8,5 100 11,5 365 0,185 0,897 5,52 0,65 5 14 7,70 0,91


Gối 5.52 7.70 14 200a

Bảng 2.12 – tính toán chiếu nghĩ 1

Vì chiếu nghỉ 2 và 1 có kích thước và tải trọng giống nhau nên ta bố trí thép cho chiếu nghĩ 2 giống chiếu nghỉ 1.

8.Tính toán dầm limong 1 (LM1)

a. Chọn sơ bộ tiết diện:

- Chọn sơ bộ kích thước dầm li-mong chiếu nghĩ: 4.6 4.6 0.35 0.46( ) 0.5

10 13 13 10Lh m h m

0.4 0.4 0.13 0.2( ) 0.22 3 3 2

hb m b m

bxh=20x50cm

b. Xác định tải tác dụng:

Trên đoạn AB:

- Tải trọng bản thân dầm LM1 tiết diện 20x50: 2500 * 0.2 * 0.5*1.1 275 /g bhn kg m

- Tải trọng do vế thang 1 truyền vào: (phân bố đều trên 1m chiều dài dầm LM1) 1 1937.92 1937.92 /

1 1vtQ kg m

- Tải trọng do chiếu nghỉ 1 truyền vào: (phân bố đều trên 1m chiều dài dầm LM1) 1 1537.2 1537.2 /

1 1CNQ kg m



Tổng tải tác dụng trên đoạn AB : 275 1937.92 1537.2 3750.12 /ABg kg m

Trên đoạn CB :

- Tải trọng bản thân dầm limong 1 tiết diện 20x50 : 0.cos 28 2500*0.2*0.5*1.1*cos 28 242.8 /g bhn kg m

- Tải trọng do vế thang 2 truyền vào : (phân bố trên 1m chiều dài dầm LM 1)

2 2013.42 2013.42 /1 1VTQ kg m

Tổng tải tác dụng trên đoạn BC : 242.8 2013.42 2256.2 /BCg kg m

Trên đoạn CD :

- Tải trọng bản thân dầm limong 1 tiết diện 20x50 : 2500 * 0.2 * 0.5*1.1 275 /g bhn kg m

- Tải trọng do vế thang 2 truyền vào: (phân bố trên 1m chiều dài dầm limong 1) :

2 2466.44 2466.44 /1 1vtQ kg m

- Tải trọng do chiếu nghỉ 2 truyền vào: (phân bố đều trên 1m chiều dài dầm LM1) 2 1537.2 1537.2 /

1 1CNQ kg m

Tổng tải tác dụng trên đoạn AB : 275 2466.44 1537.2 4278.64 /ABg kg m

Đoạn A-B B-C C-D

Tải trọng tác dụng (Kg/m)

3750.12 2256.2 4278.64



SƠ ĐỒ TÍNH

BIỂU ĐỒ MOMEN

VT1

VT2VT3

LM1

CN1

CN2

2000

600

2000

19003400

3200

1200

900

4300

A

B

C

D

2.45m

2 m 0.6m

H=0.48m



BIỂU ĐỒ LỰC CẮT

c. Tính toán cốt thép:

Momen max (kg.m) 14716.61

Lực cắt max (kg) 9559.25



(daN) (cm) (cm) (cm) (cm) n s s (cm) (daN.cm) (cm) (cm) (cm) (cm) 9.559 3 50 47,0 20 2 6 0,565 16,7 795240 62,4 34,4 18,3 15 0,0018 1,0687


Bố trí thép:

- Thép dọc:

- 4 22

- Thép đai:

- 6 150a


Chọn thép As ch%

(daN.cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (MPa) (MPa) (cm2) n chọn 1.471.661 6 50 44,0 20 11,5 365 0,331 0,791 11,58 1,32 4 22 15,20 1,73

Phần 2 – KẾT CẤU Chương 5: TÍNH KHUNG GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh


Chương 3:

TÍNH KHUNG TRỤC

I. CẤU TẠO VÀ PHÂN TÍCH KẾT CẤU CHUNG:

- Công trình được thiết kế bởi khung chịu lực chính, hệ thống vách cứng tại thang máy có

hệ thống móng riêng và hỗ trợ chịu lực với khung thông qua các dầm liên kết.

- Khung công trình được đổ toàn khối tạo được độ cứng lớn.

- Chọn kết cấu khung không gian để tính toán cho công trình, chân cột được chọn tại cao

trình -1.5m tính từ cốt hoàn thiện 0.00m của sàn tầng trệt. Liên kết giữa cột và móng là

liên kết ngàm.

- Công trình sử dụng kết cấu mái bằng BTCT.

- Khung chịu tải trọng thẳng đứng là tải gió nằm ngang.

II. CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN KHUNG:

1. Sơ bộ tiết diện dầm: - Ta chọn sơ bộ tiết diện dầm theo công thức sau:

+ Chiều cao dầm: h = (1/8 – 1/12)L + Chiều rộng dầm: b = (0.25 – 1)h

2. Sơ bộ tiết diện cột: - Chọn sơ bộ tiết diện cột theo công thức sau:

+ k: hệ số điều chỉnh, k = 1.2 – 1.5 + N: tổng lực dọc công trình tác dụng lên cột (do chưa biết được nội lực chính xác của cột, nên ta có thể ước lượng lực dọc này của cột bằng cách tính sơ bộ tải trọng tác dụng của dầm sàn rồi truyền vào cột theo nguyên tắc chia đôi).

- Tiết diện cột được tính là tiết diện của cột tầng gần móng nhất (tầng hầm), ta tính dồn tải từng tầng đến chân cột của công trình và lấy tải trọng đó chọn sơ bộ tiết diện cột, các cột tầng trên ta chọn bằng cách giảm tiết diện cột vừa chọn 5 hoặc 10cm trên lần, cứ một hoặc hai tầng ta giảm tiết diện một lần.



- Sau khi chọn sơ bộ tiết diện xong, ta đi giải kết cấu, tính chính xác được nội lực cột, tiến hành tính thép và điều chỉnh tiết diện (cho phù hợp với hàm lượng) nhập lại tiết diện, nhập lại chương trình giải kết cấu, tính lại thép đến khi thoả.

- Thông thường thì mức độ chênh lệch tiết diện ít, nên không cần phải giải lại kết cấu vì sai số không lớn.

DẦM

TẦNG

20x30 20x40 20x50 30x60 30x80 40x100 50x100 50x120

ĐÀ

KIỀN X X X

2 X X X X X X X X

3 X X X X X X X X

4 X X X X X X X X

MÁI X X X X X

MÁI 1 X X

Bảng 3.1: Chọn sơ bộ tiết diện dầm

CỘT

TẦNG

20x20 30x30 40x40 55x55 70x70

ĐÀ

KIỀN X X X



2 X X X

3 X X X X

4 X X X X

MÁI X X X X X

MÁI 1 X X

Bảng 3.2: chọn sơ bộ tiết diện cột

3. Hoat tải gió:

Cao trình cao nhất của tòa nhà là 21.95m < 40m nên tải trọng gió chỉ cần xác định một thành phần tĩnh (nghĩa là không tính thành phần động ).

Ta tính toán tải trọng gió tác dụng là lực phân bố điều lên bề mặt của công trình thành

lực tập trung tác dụng vào tâm hình học của sàn tầng.

Tầng W0

(daN/m2) z (m) K

C

đẩy

C

hút n

daN/m2

daN/m2

1 83 4.8 1.063 0.8 0.6 1.2 84.7 63.6

2 83 9.3 1.165 0.8 0.6 1.2 92.9 69.7

3 83 13.8 1.226 0.8 0.6 1.2 97.7 73.3

Mái 83 18.3 1.273 0.8 0.6 1.2 101.5 76.1

Mái 1 83 21.95 1.306 0.8 0.6 1.2 104.1 78.1

Bảng 3.3: Áp lực gió đẩy và gió hút.

- Tải trọng gió tác dụng vào khung trục 1 theo phương X (hướng gió từ trục 1-9)

Sàn Chiều cao Chiều Diện tích daN/m2

Gió

daN/m2 Gió



tầng (m) dài

(m)

(m2) đẩy

daN

hút

daN

1

4.82

44.75 4.8 * 44.75 107.42

84.7 9096.8 63.6 6830.6

4.52

44.75 4.5 * 44.75 100.72

92.9

9355

69.7

7018.8

2

4.52

44.75 4.5 * 44.75 100.72

9355 7018.8

4.52

39.125 4.5 *39.125 882

97.7

8597.6

73.3

6450.4

3

4.52

39.125 4.5 *39.125 882

5897.6 6450.4

4.52

39.125 4.5 *39.125 882

101.5

8932

76.1

6696.8

Mái

4.52

39.125 4.5 *39.125 882

8932 6696.8

2.95 39.125 2.95 *39.125 882

104.1

9160.8

78.1

6872.8

Mái

1

3.652

8.7 15.9 1655.2 1241.8

3.652

8.7 15.9 104.1 1655.2 78.1 1241.8



Tầng Gió đẩy

daN

Gió hút

daN

Áp lực gió theo

phương X

1 9096.8 6830.6

32301.2 9355 7018.8

2 9355 7018.8

31421.8 8597.6 6450.4

3 5897.6 6450.4

27967.8 8932 6696.8

Mái 8932 6696.8

31662.4 9160.8 6872.8

Mái 1 1655.2 1241.8

5794 1655.2 1241.8

Bảng 3.4: Số liệu tính toán gió trục 1 đến 9 – phương X

- Tải trọng gió tác dụng vào khung trục 9 theo phương X (hướng gió từ trục 9-1)

Do diện tích tác dụng như khung trục 1 nên ta có áp lực gió tác dụng lên khung trục

9 cũng bằng với khung trục 1.

- Tải trọng gió tác dụng vào khung trục A theo phương Y (hướng gió từ trục A-J)

Sàn

tầng

Chiều cao

(m)

Chiều

dài

Diện tích

(m2)

daN/m2

Gió đẩy

daN

daN/m2

Gió

hút



(m) daN

1

4.82

37.75

90.6 84.7 7673.8 63.6 5762.2

4.52

40.25 90.6

92.9

8416.7

69.7

6314.8

2

4.52

40.25 90.6 8416.7 6314.8

4.52

40.25 90.6

97.7

8851.6

73.3

6641

3

4.52

40.25 90.6 8851.6 6641

4.52

40.25 90.6

101.5

9195.9

76.1

6894.7

Mái

4.52

40.25 90.6 9195.9 6894.7

2.95

40.25 118.7

104.1

12360.6

78.1

9270.5

Mái 1

3.65 1.8252

14.5 26.5 2654.6 1991.6

1.825 14.5 26.6 104.1 2654.6 78.1 1991.6

Tầng Gió đẩy

daN

Gió hút

daN

Áp lực gió theo

phương Y



1 7673.8 5762.2

27167.5 8416.7 6314.8

2 8416.7 6314.8

30224.1 8851.6 6641

3 8851.6 6641

31583.2 9195.9 6894.7

Mái 9195.9 6894.7

37721.7 12360.6 9270.5

Mái 1 2654.6 1991.6

9292.4 2654.6 1991.6

Bảng 3.5: Số liệu tính toán gió trục A đến J – phương Y

- Tải trọng gió tác dụng vào khung trục J theo phương Y (hướng gió từ trục J-A)

Do diện tích tác dụng như khung trục 1 nên ta có áp lực gió tác dụng lên khung trục

J cũng bằng với khung trục A

Dựa vào phần mềm Etaps ta xác định được tọa độ tâm hình học của cấu kiện.

Tầng XCCM YCCM MAI-1 10,129 17,114 MAI 13,103 25,309 TANG 3 16,003 26,177 TANG 2 16,738 25,169 TANG 1 16,781 25,588

Bảng 3.6: Tọa độ tâm hình học



4. Tải trọng tường & cửa kính khung thép:

- Tải trọng cửa kính khung thép lấy theo TCVN 2737-1995.

qc=40*n*h (kg/m2)

Với: n=1.05 : hệ số vượt tải với vật liệu cố định

h : chiều cao khung khính (m)

TẦNG qc

(daN/m2) n

H

(m) qc

(daN/m)

Trệt→1 40 1.05 4.8 201.6

1→2→3→mái 40 1.05 4.5 190

Mái→Mái 1 40 1.05 3.65 153.3

Mái 1

(khung kính bao che+tường 100)

40

180

1.05

1.2 1.42 258

Bảng 3.7: tải trọng cửa kính

- Tải trọng tường lấy theo TCVN 2737-1995.

100

200

180. .330. .

t

t

q n hq n h

+ Với: n=1.2 : hệ số vượt tải

h: chiều cao tường ( nếu tường có cửa sổ thì trừ diện tích cửa sổ bị chiếm chổ)

TẦNG qt 100

(daN/m2) gt 200

(daN/m2) n

H (m)

(H=Ht-hd) qt 100

(daN/m) qt 200

(daN/m)

Trệt→1 180 330 1.2 4.2 910 1665

1→2→3→mái 180 330 1.2 4 865 1590

Mái→Mái 1 180 330 1.2 3.2 695 1270

Bảng 3.8: tải trọng tường



5. Trọng lượng bản thân khung công trình - Trọng lượng bản thân kết cấu khung gồm dầm chính và các phần tử cột khi giải kết cấu

bằng phần mềm Etabs, phân mềm đã tính đến trọng lượng bản thân của các phần tử này.

6. Tải trọng cầu thang:

Cầu thang dạng bản được giải riêng biệt, truyền tải vào công trình dưới dạng lực phân bố lên dầm khung, tải trọng do dầm chiếu nghỉ truyền vào nút liên kết với cột là lực tập trung và moment tập trung.

Tải trọng của cầu thang dang dầm chịu lực: - Lực tác dụng lên cột:

+ Lực tập trung tác dụng lên cột tầng trệt: P=9.6T (đối với cột trục I); P=6.15T( đối với cột dưới trục I theo phương Y 2.35m). + Momen tập trung tác dụng lên cột:

Momen Phương X (T.m) Phương Y (T.m)

Momen (cột trục I) 5.7 1

Momen (cột dưới trục I theo phương Y) 3.5 1

- Lực tác dụng lên cột các tầng 1,2,3: P=6.15T; Mx=3.5T.m; My=1T.m - Lực tác dụng lên dầm:

+ Lực tập trung tác dụng tại nút liên kết giữa dầm limong và dầm: P=7T (ở đà kiền); P=5T (ở các tầng). + Momen tập trung tác dụng tại nút liên kết giữa dầm limong và dầm: M=8T.m (ở đà kiền); M=4T.m (ở các tầng). Tải trọng cầu thang dạng bản chịu lực:

- Tải trọng bản thang tác dụng lên dầm: q=2T/m - Lực tập trung tác dụng tại nút liên kết giữa dầm chiếu nghĩ và cột: P=9.6T - Momen tập trung tác dụng tại nút liên kết giữa dầm chiếu nghĩ và cột: M=14.8T.m

7. Tải trọng bồn nước trên mái:

- Công trình có 2 bồn nước trên mái. Dung tích mỗi bồn là 4000 lít. Vị trí đặt bồn nước là trên sàn mái. Bồn nước inox nên có các bộ phận chống đỡ kèm theo. Tải trọng bồn khi đầy nước chọn 4500 kg, cách thức truyền tải lên sàn là phân bố đều lên mặt sàn. Ô sàn có kích thước 6x4m. Chọn hệ số vược tải 1.2 Tải trọng bồn nước: q = 4500*1.2 225

6* 4 kg/m2



- Hoạt tải mái BTCT có lắp đặt bồn nước: qht=225+97.5=322.5kg/m2

8. Tải trọng sê nô: - Sê nô được làm bằng BTCT với kích thước bxh = 0.9x1m, dày 0.1m. Chứa khoảng

0.8m nước khi bị nghẹt. Tĩnh tải sê nô: qs=2500*[(0.9*0.1)+(1*0.1)]*1.1=522.5(kg/m) Hoạt tải sê nô gồm: hoạt tải sê nô + 80cm nước

qs1=75*1.3+800*1.2=1057.5kg/cm=1057.5kg/m. 9. Tải trọng sàn: - Tĩnh tải sàn:

Loại sàn Vật liệu gtc

(kg/m3) h (m) n

gtt (kg/m2)

Phòng ngủ, phòng hội

trường, bếp, ban

công, hành lang

Vữa trát trần 1600 0.015 1.3 31.2

Gạch ceramic 2800 0.01 1.1 30.8

Vữa lót 1600 0.02 1.3 41.6

Tổng cộng 103.6

Mái

- Lớp vữa #75 tạo độ dốc

dày trung bình 10 cm 0,1 1600 1.3 192

- Vữa trát trần #75 dày

1,5 cm 0,015 1600 1.1 28.8

Chống thấm (flinkote) 5 - 1.2 6

Tổng cộng 226.8

Bảng 3.9: Tĩnh tải sàn

III. CÁC TRƯỜNG HỢP TẢI VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG

1. Các trường hợp tải trọng

1) Tĩnh tải (TTCD) 2) Hoạt tải chất đầy (HTCD) 3) Hoạt tải cách tầng chẵn (HT1)



4) Hoạt tải cách tầng lẻ (HT2) 5) Hoạt tải cách nhịp chẵn (HT3) theo phương X 6) Hoạt tải cách nhịp lẻ (HT4) theo phương X 7) Hoạt tải cách nhịp lẻ (HT5) theo phương Y 8) Hoạt tải cách nhịp chẵn (HT6) theo phương Y 9) Hoạt tải liên nhịp 1 theo phương X (HT7) 10) Hoạt tải liên nhịp 2 theo phương X (HT8) 11) Hoạt tải liền nhịp 3 theo phương X (HT9) 12) Hoạt tải liên nhịp 1 theo phương Y (HT10) 13) Hoạt tải liên nhịp 2 theo phương Y (HT11) 14) Gió trước theo phương Y (GYT) 15) Gió sau theo phương Y (GYS) 16) Gió trái theo phương X (GXT) 17) Gió phải theo phương X (GXP)

2. Tổ hợp tải trọng

1. TH1 = TTCD + HTCD

2. TH2 = TTCD + GYT

3. TH3 = TTCD + GYS

4. TH4 = TTCD + GXT

5. TH5 = TTCD + GXP

6. TH6 = TTCD + 0.9(HTCD + GYT)

7. TH7 = TTCD + 0.9(HTCD + GYS)

8. TH8 = TTCD + 0.9(HTCD + GXT)

9. TH9 = TTCD + 0.9(HTCD + GXP)

10. TH10 = TTCD + HT1

11. TH11 = TTCD + 0.9(HT1 + GYT)

12. TH12 = TTCD + 0.9(HT1 + GYS)

13. TH13 = TTCD + 0.9(HT1 + GXT)

14. TH14 = TTCD + 0.9(HT1 + GXP)

15. TH15 = TTCD + HT2

16. TH16 = TTCD + 0.9(HT2 + GYT)

17. TH17 = TTCD + 0.9(HT2 + GYS)



18. TH18 = TTCD + 0.9(HT2 + GXT)

19. TH19 = TTCD + 0.9(HT2 + GXP)

20. TH20 = TTCD + HT3

21. TH21 = TTCD + 0.9(HT3 + GYT)

22. TH22 = TTCD + 0.9(HT3 + GYS)

23. TH23 = TTCD + 0.9(HT3 + GXT)

24. TH24 = TTCD + 0.9(HT3 + GXP)

25. TH25 = TTCD + HT4

26. TH26 = TTCD + 0.9(HT4 + GYT)

27. TH27 = TTCD + 0.9(HT4 + GYS)

28. TH28 = TTCD + 0.9(HT4 + GXT)

29. TH29 = TTCD + 0.9(HT4 + GXP)

30. TH30 = TTCD + HT5

31. TH31 = TTCD + 0.9(HT5 + GYT)

32. TH32 = TTCD + 0.9(HT5 + GYS)

33. TH33 = TTCD + 0.9(HT5 + GXT)

34. TH34 = TTCD + 0.9(HT5 + GXP)

35. TH35 = TTCD + HT6

36. TH36 = TTCD + 0.9(HT6 + GYT)

37. TH37 = TTCD + 0.9(HT6 + GYS)

38. TH38 = TTCD + 0.9(HT6 + GXT)

39. TH39 = TTCD + 0.9(HT6 + GXP)

40. TH40 = TTCD + HT7

41. TH41 = TTCD + 0.9(HT7 + GYT)

42. TH42 = TTCD + 0.9(HT7 + GYS)

43. TH43 = TTCD + 0.9(HT7 + GXT)

44. TH44 = TTCD + 0.9(HT7 + GXP)

45. TH45 = TTCD + HT8

46. TH46 = TTCD + 0.9(HT8 + GYT)



47. TH47 = TTCD + 0.9(HT8 + GYS)

48. TH48 = TTCD + 0.9(HT8 + GXT)

49. TH49 = TTCD + 0.9(HT8 + GXP)

50. TH50 = TTCD + HT9

51. TH51 = TTCD + 0.9(HT9 + GYT)

52. TH52 = TTCD + 0.9(HT9 + GYS)

53. TH53 = TTCD + 0.9(HT9 + GXT)

54. TH54 = TTCD + 0.9(HT9 + GXP)

55. TH55 = TTCD + HT10

56. TH56 = TTCD + 0.9(HT10 + GYT)

57. TH57 = TTCD + 0.9(HT10 + GYS)

58. TH58 = TTCD + 0.9(HT10 + GXT)

59. TH59 = TTCD + 0.9(HT10 + GXP)

60. TH60 = TTCD + HT11

61. TH61 = TTCD + 0.9(HT11 + GYT)

62. TH57 = TTCD + 0.9(HT11 + GYS)

63. TH58 = TTCD + 0.9(HT11 + GXT)

64. TH59 = TTCD + 0.9(HT11 + GXP)

65. BAO = ENVELOPE(TH1, TH2…TH64).



IV. DỰNG MÔ HÌNH:



V. NHẬP TẢI TRỌNG:

VI. BIỂU ĐỒ NỘI LỰC:

1. Biểu đồ nội lực khung trục 6:

Biểu đồ BAO Momen (kg.m)

(Inlane Moment)

Nhận xét biểu đồ momen:

- Do công trình có chiều dài nhịp tương đối lớn. Cho nên tải trọng truyền vào dầm và bản

thân dầm đến đầu cột cũng lớn, làm cho momen kháng uốn tại những đầu cột biên lớn (liên kết

nút chỉ có 4-5 thanh) ở phương thiếu liên kết thanh còn lại.



Biểu đồ BAO Lực cắt (kg)

(Inplane Shear)

Biểu đồ Lực dọc (kg)



3. Biểu đồ nội lực khung trục H:

Biểu đồ BAO Momen (kg.m)

(Inlane Moment)



Biểu đồ BAO Lực cắt (kg)

(Inplane Shear)

Biểu đồ Lực dọc (kg)



VII. TÍNH TOÁN:

1. Tính toán dầm: - Chọn phần tử dầm có giá trị nội lực lớn nhất để giải, ta chọn đoạn dầm 6-9 của sàn tầng

4, khung trục H.

Hình 4.22: Biểu đồ bao Moment phần tử dầm 6-9, tầng 4, khung trục H (kg.m)

Hình 4.22: Biểu đồ bao lực cắt phần tử dầm 6-9, tầng 4, khung trục H (kg)

Các giá trị nội lực:

Mmax1 = 177175 kg.m= 17717500 daN.cm (moment gối trái)

Mmax2 = 68212 kg.m = 6821200 daN.cm (moment gối phải)

Mmax = 134028 kg.m = 13402800 daN.cm (moment nhịp).

Qmax1 = 57617 kg = 57617 daN (gối trái)

Qmax2 = 77186 T = 77186 daN (gối phải)



Tính toán và bố trí thép:

Bê tông sử dụng: B20

Rb = 11.5 Mpa = 115 daN/cm2.

Rbt = 0.9 Mpa = 9 daN/cm2.

Thép

CI: Rs = 2250 daN/cm2.

AIII: Rs = 3650 daN/cm2.

CI: Rsc = 2250 daN/cm2.

CII: Rsc = 3650 daN/cm2.

0.416R

0.59R

+ Chiều dài nhịp: L = 14.8m = 1480m.

+ Tiết diện dầm: h = 120 cm, b = 50 cm.

+ Chọn lớp bảo vệ: a = 6 cm, h0 = 120 – 7 = 113 cm.

- Tính thép cho moment gối:

* Tại gối trái

Mmax1 = 17717500 daN.cm.

Ta có:

max12 20

17717500 0.241. . 115*50*113m R

b

MR b h

Thoả điều kiện bố trí cốt đơn.

1 1 2. 1 1 2*0.241 0.862 2

m

Diện tích cốt thép:

max1

0

17717500 49.97. . 0.86*3650*114s

s

MAR h

cm2

Chọn thép: 8 25 2 28 có As = 51.58 cm2.




max. 0.59*115.100 *100 1.86%

3650R b

s

RR

51.58*100*100 0.91%50*114

chs

o

Abh



att = 2 + 2.5 + 1.5 = 6 cm < agt = 7 cm → thỏa


t0 =(50-4*2.5-1*2.8-2*2)/4=8.3 cm > 3cm (thỏa)

- Vì lượng thép tính ra là khá lớn nên ta không thể bố trí tất cả cùng trong một lớp(do khoảng thông thủy giũa các cây thép không thỏa), giải pháp là ta cần bố trí 2 lớp trong một thớ.Tuy nhiên lượng thép mà ta tính ra là cho 1 lớp, nhưng lúc này ta bố trí 2 lớp thì lớp bảo vệ (att)sẽ thay đổi dẫn đến Mtd thay đổi. Lúc này ta cần kiểm tra lại Mtd.

+ Nếu Mtd>=M(bụng hoặc gối theo kết quả tính được từ Etabs) thì thỏa.

+ Nếu Mtd<M(bụng hoặc gối theo kết quả tính được từ Etabs) thì không thỏa.

Từ hình ta có: h0=h - att = 120 – 6 = 114 cm

As=52.58 cm2 (825 + 228)

0

* 3650*52.58 0.293115*50*114

s s

b

R AR bh

(1 0.5* ) 0.293*(1 0.5* 0.293) 0.25m

2 20 0.25*115*50*(114) 18681750td m bM R bh daNcm

max 17718000 .tdM M daN cm (thỏa)

Tại giữa dầm:

Mmax = 13402800 daN.cm.

Ta có:

max2 20

13402800 0.183. . 115*50*113m R

b

MR b h




1 1 2 1 1 2*0.183 0.8982 2

m


max

0

13402800 36.170.898*3650*113s

s

MAR h

Chọn thép: 8 25 có As = 39.27 cm2.


max. 0.59*115.100 *100 1.86%

3650R b

s

RR

39.27*100*100 0.6950*113

chs

o

Abh

%


Tại gối phải:

Mmax2 = 6821200 daN.cm.

Ta có:

max 22 20

6821200 0.093115*50*113m R

b

MR bh


1 1 2 1 1 2 0.093 0.9512 2

m


max

0

6821200 17.39. . 0.951*3650*114s

s

MAR h

Chọn thép: 3 25 2 20 có As = 21.01 cm2.


max. 0.59*115.100 *100 1.86%

3650R b

s

RR

21.01*100*100 0.3750*113

chs

o

Abh

%




-Tính thép chịu cắt:

Giá trị lực cắt lớn nhất : Qmax = 77186 daN.

Chọn đai 8 , có 3 nhánh đai: Asw = 1.507 cm 2.

Khoảng cách bố trí thép đai theo tính toán:

Tiết diện chữ nhật, không có lực dọc:

Bê tông nặng: 2 2

2 0(1 ) 2*9*50*114 11696400 .b b f n btM R bh daN cm

1 2 2

4 4 11696400 1750 1.507 20.7177186

b sw wtt

M R AS cmQ

Khoảng cách bố trí lớn nhất của cốt đai: 2 2

4 0max

max

(1 ) 1.5*9*50*114 113.6577186

b n btR bhS cmQ

23

2 2*1750*1.507 19.5((1 ) 0.6*9*50

sw swtt

b f n bt

R AS cmR b

Khoảng cách bố trí cấu tạo giữa các cốt đai:

Do h > 45 cm: 120 403 3cthS cm và 30ctS cm

Sbt = min(Smax,Stt1,Stt2,Sct)=(56; 246.3; 18.343; 15)=15cm.

chọn Sbt=15cm

Kiểm tra điều kiện chịu nén

Qmax 0.3ω1b1Rbbh0

Với ω1 = 1+5 ω = 1 + 5*7.41*2*10-3=1.07 < 1.3

Trong đó: =4

3

20*10 7.4127*10

s

b

EE

ω = 31.507 2*1050*15

swAbs

(lấy khoảng cách giữa các cốt đai s=15)

b1 = 1 - βRb



+ β = 0.01 đối với bê tông nặng

+ Rb = 11.5Mpa=115daN/cm2

b1 = 1 – 0.01*11.5 = 0.885

Vậy Qmax 0.3*1.07*0.885*115*50*114=186913 daN = 186913kg

Qmax= 77186 kg < 186913kg ( thỏa)

Kết luận: Ta bố trí cốt đai cho nhịp là 8, n=3, Sbt = 15cm cho đoạn ¼ ở 2 đầu dầm, đoạn ½ giữa dầm bố trí 8a250.

-Tính toán giật đứt: (bố trí thép tại vị trí dầm chính giao với dầm phụ)

Tại vị trí trung điểm đoạn dầm 3-4 có liên kết với một dầm phụ, ta cần tính thép đai tại vị trí này đồng thời có thể tăng cường thêm cốt treo dạng vai bò

Hình 3.23: Sơ đồ tính và bố trí cốt treo chống giật đứt

+ Lực giật đứt: F = G + P (tĩnh tải và hoạt tải tác dụng tại nút)

Ta quy tải về nút liên kết: tĩnh tải gồm có tĩnh tải sàn, dầm phụ. - Như vậy

P = *n*(Vd+Vs) = 2500*1.1*(0.3*0.6*8.925+0.5*9.2*8.925*0.1) =15708kg

G = p*S =240*(0.5*9.2*8.925) = 9853.2kg

F = 15708+9854=25562kg

- Ta bố trí cốt treo dạng đai : gọi x là số lượng cốt treo ở hai bên, theo tài liệu kết cấu bê tông cốt thép tập 2 của Võ Bá Tầm thì :

8a50



0

w w

401 25562*(1 )94 4.2

. . 2*1.005*1750

s

s

hFh

xn A R

- Trong đó : n : số nhánh đai

hs : khoảng cách từ mép dưới dầm phụ đến mép dưới của dầm chính (trong tính toán ta trừ thêm lớp bảo vệ)

Như vậy ta bố trí theo cấu tạo là mỗi bên 5 cốt treo với thép chọn là 8 , 2 nhánh đai.

þ8a50 þ8a50

200 200200 200þ8a50 þ8a50

3700þ8a150

3700þ8a1503500

30003000

4000

1000

250

500 500

|71

|71

|72 |73

|73

|74

|74

þ8a50 þ6a50200 200

1200

500

1200

500

1200

500

8þ25 1

4þ14 1

8þ25 1

2þ25 1

4þ14 1

2þ25 1

8þ25 1

4þ14 1

3þ25 1

1

2þ28 12þ20 1

þ8a150 1þ8a300 1 þ8a150 1

Hình 2.24 : Minh họa bố trí thép đoạn dầm 50x120, đoạn 6-9, tầng 4, khung trục H.

MẶT CẮT 73-73

MẶT CẮT 72-72

MẶT CẮT 74-74



2. Tính toán cột :

- Chọn cột C14 khung trục 6, đoạn từ tầng trệt lên tầng 2.

- Nội lực phần tử sau khi giải từ phần mềm Etabs:

+ Giá trị nội lực theo phương moment 2-2:

- Nmax = 286814 kg; Mtư = 5234 kg.m - Mmax = 25979 kg.m; Ntư = 217046 kg.

+ Giá trị nội lực theo phương moment 3-3:

- Nmax = 286814 kg; Mtư = 38706 kg.m - Mmax = 39915 kg.m ; Ntư = 226160 kg

- Các số liệu tính toán:

Chọn tiết diện cột: bxh = 70x70 cm.

Chiều cao tầng: H = 4.8 m =480 cm.

Bê tông B20:

Rb = 11.5 Mpa = 115 daN/cm2.

Rbt = 0.9 Mpa = 9 daN/cm2. Eb = 27.103 MPa

Thép CI: Rs = 2250 daN/cm2. Rsw = 1750 daN/cm2.

AIII: Rs = 3650 daN/cm2. Rsw = 2900 dN/cm2; Es = 20.104 Mpa.

0.416R

0.59R

Tính và bố trí cốt thép theo phương moment 2-2

- Với cặp nội lực Nmax – Mtư

Nmax = 286814 kg; Mtư = 5234 kg.m

L0 = 0.7*H = 0.7*480= 336 cm.

Chọn lớp bảo vệ: a = a’ = 4 cm. h0 = 70 - 4 =66 cm

Kiểm tra độ mảnh của cột:

0 336 4.870

Lb

<8

Vậy ta không phải tính đến hệ số uốn dọc:

Độ lệch tâm tổng quát: 0 1ax( ; )ae m e e



480 0.8600 600 2.33

70 2.3330 30

a

a a

a

Hee e cm

he

1523400 1.8286814

MeN

0 2.33e cm

- Độ lệch tâm tính toán:

0 0.5 ' 2.33 0.5*70 4 33.33e e h a cm

Đặt cốt thép đối xứng: ; Rs = Rsc

286414 41.90.85*115*70b b

NxR b

cm

Trong đó là hệ số điều kiện làm việc của bê tong. Xem bảng 15 TCVN 356 – 2005.

0 0.59*66 38.94Rh x lệch tâm bé:

Ta có:

00

2.33 0.03370

eh

1 02 20

1 1 0.59* 0.59 *66 64.61 50 1 50*0.033

RRx h

cm

- Tính cốt thép dọc:

Tính toán cốt thép theo công thức:

1 0 1

0

2

( 0.5 )'

( ')286414*33.33 0.85*115*70*64.6*(66 0.5*64.6) 23.4

3650*(66 4)

b bs s

s

Ne R bx h xA AR h a

cm

Chọn thép: 3 25 có As = A’s = 14.73cm2.

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

0

2 2*14.73*100% *100% 0.64%70*66

sAbh

- Mmax - Ntư



Chọn lớp bảo vệ: a = a’ = 4cm. h0 = 70 - 4 =66 cm

Mmax = 25979 kg.m; Ntư = 217046 kg.

Ta có bảng tính toán như sau: với đơn vị là cm

H L0 ae e1 e0 e x 0hR As(cm2)

480 336 4.8 2.33 11.97 11.97 42.97 31.72 38.94 -6.88

- Chọn thép: 3 25 có As = A’s = 14.73cm2.


0

2 2*14.73*100% *100% 0.64%70*66

sAbh

Tính và bố trí cốt thép theo phương moment 3-3

- Nmax – Mtư Nmax = 286814 kg; Mtư = 38706 kg.m

Chọn lớp bảo vệ: a = a’ = 4 cm. h0 = 70 - 4 =66 cm


H L0 ae e1 e0 e x 0hR 0 x1 As(cm2)

480 336 4.8 2.33 13.5 13.5 44.5 41.9 38.94 0.193 48.4 -4.8

- Chọn thép: 3 25 có As = A’s = 14.73cm2.


0

2 2*14.73*100% *100% 0.64%70*66

sAbh

- Mmax - Ntư Mmax = 39915 kg.m ; Ntư = 226160 kg

Chọn lớp bảo vệ: a = a’ = 4 cm h0 = 70 - 4 =66 cm


H L0 ae e1 e0 e x 0hR As

480 336 4.8 2.33 17.65 17.65 48.65 33.05 38.94 -0.82

Chọn thép: 6 25 có As = A’s = 29.45cm2.




0

2 2 29.45100% 100% 4%40 36

sAbh

Nhận xét: vì M tại cột tầng mái lớn rất nhiều so vơi M tại cột tầng trệt, nên không giảm tiết diện. Vẫn là cột tiết diện 70x70.

Bố trí thép cột 2 lớp, kiểm tra lại momen tác dụng như đối với dầm.

Cốt đai: (TCVN 356-2005)

- Đường kính cốt đai: 1 2.5 0.6254

cm

- Khoảng cách bố trí: 15*2.5 37.5a cm

Chọn 8 bố trí cho cột tiết diện 30x30, 40x40 và 55x55

Chọn 10 để bố trí cho cột tiết diện 70x70.

|107

|107

1200

1800

þ10a

250

þ10a

100

1500

þ10a

100

þ10a

100

1500

1800

M?T C?T107-107

12þ16 1

700

700

MẶT CẮT 107-107

CỘT C14

Phần 3 – NỀN MÓNG Chương 1 – PHÂN TÍCH TL ĐỊA CHẤT GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh


PHẦN 3

CHƯƠNG 1: PHÂN TÍCH TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

CHƯƠNG 2: CHỌN PHƯƠNG ÁN NỀN MÓNG

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÓNG CỌC BTCT

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HẦM THANG MÁY



Chương 1:

PHÂN TÍCH TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

- Bảng báo cáo địa chất công trình được thí nghiệm và tính toán bởi “Liên hiệp địa kĩ

thuật xây dựng”.

- Kết quả của công tác khảo sát địa chất công trình “Nhà máy giấy Lee&Man Việt Nam”

với 1 hố khoan. Từ mặt đất hiện hữu điến độ sâu kết thúc quá trình khảo sát là 51m. Các mẫu

đất lấy lên vẫn còn nguyên dạng để xác định các chỉ tiêu cớ lí.

I. MÔ TẢ CÁC LỚP ĐẤT:

- Lớp đất cát san lắp (±0.00 đến -2.00m)

- Lớp CH: Bùn sét màu xám xanh đen, chảy (-2m đến -17m)

- Lớp CL: Sét màu nâu vàng, loan lỗ xám, dẻo cứng (-17m đến -27.5m)

- Lớp CH: Sét màu xám đen, dẻo mềm (-27.5m đến -34m)

- Lớp CL: Sét gầy màu nâu đen, nâu đỏ, dẻo mềm (-34m đến -50m)

- Mực nước ngầm tại cao trình -2.00m.

±0.00

-2.00

-17.00

-27.50

-34.00

-51.00

CH

CL

CH

CL



BẢNG TỔNG HỢP CHỈ TIÊU CƠ LÝ ĐẤT NỀN

STT Số hiệu mẫu

Độ sâu lấy mẫu (m)

Phân loại

Trọng lương riêng γ(g/cm3)

Tỉ trọng

Độ ẩm tự nhiên W(%)

Giới hạn chảy Wc(%)

Giới hạn dẻo Wd(%)

Góc ma sát

φ0

Lực dính C(kg/cm2)

Mô đun biến dạng E(kg/cm2)

1 UD32-1 2,8 - 3 CH 1,587 2,623 65,27 64,47 30,81 2,4 0,065 4,46 2 UD32-2 4,8 - 5 CH 1,577 2,628 65,99 65,12 31,29 3,12 0,058 3,324 3 UD32-3 6,8 - 7 CH 1,587 2,625 66,94 65,24 32,16 3,28 0,063 2,768 4 UD32-4 8,8 - 9 CH 1,552 2,629 70,63 68,25 32,32 4,16 0,065 3,745 5 UD32-5 10,8 - 11 CH 1,583 2,632 67,02 66,83 31,99 4,4 0,066 6 UD32-6 12,8 - 13 CH 1,534 2,626 75,81 72,4 33,65 5,51 0,059 3,263 7 UD32-7 14,8 - 15 CH 1,541 2,629 73,73 65,91 32,32 5,46 0,068 8 UD32-8 16,8 - 17 CH 1,532 2,629 76,98 62,46 34,66 5,24 0,068 2,497 9 UD32-9 18,8 - 19 CL 1,919 2,745 27,46 44,69 21,28 14,12 0,19 7,389

10 UD32-10 20,8 - 21 CL 1,928 2,742 28,55 43,17 22,19 13,34 0,186 9,75 11 UD32-11 22,8 - 23 CL 1,924 2,749 28,35 45,09 18,21 13,4 0,193 6,087 12 UD32-12 24,8 - 25 CL 1,912 2,729 28,35 36,81 18,25 10,35 0,198 6,087 13 UD32-13 26,8 - 27 CL 1,822 2,746 31,47 40,44 22,19 9,31 0,181 7,109 14 UD32-14 28,8 - 29 CH 1,712 2,720 41,56 62,97 18,71 7,12 0,11 10,393 15 UD32-15 30,8 - 31 CH 1,707 2,723 45,28 63,49 24,19 7,6 0,121 13,193 16 UD32-16 32,8 - 33 CH 1,719 2,728 47,74 58,46 25,98 8,1 0,115 10,917 17 UD32-17 34,8 - 35 CL 1,895 2,743 30,99 42,48 18,5 8,11 0,129 4,828 18 UD32-18 36,8 - 37 CL 1,924 2,746 29,63 39,11 19,46 7,26 0,134 8,526 19 UD32-19 38,8 - 39 CL 1,933 2,742 27,79 35,59 18,53 8,31 0,14 7,82 20 UD32-20 40,8 - 41 CL 1,858 2,747 31,26 37,61 17,94 7,38 0,145 21 UD32-21 42,8 - 43 CL 1,841 2,746 34,3 45,15 21,75 7,51 0,147 7,211 22 UD32-22 44,8 - 45 CL 1,879 2,741 29,46 38,08 19,62 8,15 0,144 7,044 23 UD32-23 46,8 - 47 CL 1,912 2,743 28,89 38,16 18,64 9,6 0,151 14,107 24 UD32-24 48,8 - 49 CL 1,895 2,745 27,1 36,58 17,55 8,2 0,153 25 UD32-25 50,8 - 51 CL 1,922 2,743 27,2 35,86 17,23 9,6 0,156 13,167



II. TỔNG HỢP SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT:

- Tổng hợp số liệu địa chất theo phương pháp thống kê:

+ Giá trị trung bình: 1

n

ii

tt

RR

n

+ Giá trị tính toán: max

2ttR RR

+ Riêng giá trị C, φ: min

2ttR RR

- Loaïi ñòa chaát coâng trình: 2

Loại địa chất công trình Caùt CH CL CH CL

Bề dày (m) 2 15 10.5 6.5 16

Bảng 1.1 –Bề dày loại địa chất công trình

- Caùc chæ tieâu cô lyù ñaát:

Tên chỉ tiêu Loaïi ñaát

Caùt CH CL CH CL

Trọng lương riêng, (T/m3) - 1.562 1.901 1.713 1.895

Tỉ trọng, - 2.628 2,742 2,724 2,744

Độ ẩm tự nhiên, W(%) - 70 29 45 30

Giới hạn chảy, Wc(%) - 67 42 62 39

Giới hạn dẽo, Wd(%) - 32 20 23 19

Góc ma sát, 0 - 3,3 10,7 7,4 7,7

Lực dính, C(kG/cm2) - 0.061 0.18 0.11 0.14

Modun biến dạng, E0(kG/cm2) - 3.5 8.5 12.4 10.5

Bảng 1.2 – Chỉ tiêu cơ lí đất theo từng loại địa chất



- Ñaát caùt san laép tc =1.8T/m3, =350

- Möïc nöôùc ngaàm caùch maët ñaát töï nhieân: 2.0m

- Cao trình hoaøn thieän taàng trệt taïi maët ñaát töï nhieân (cao trình 0.000m) Dựa vào bảng chỉ tiêu cơ lý của đất ta nhận xét:

+ CH là lớp đất sét, ít cát mịn, tính dẻo cao, sức chịu tải thấp, độ lún nhiều. Ta cần có biện pháp gia cố lớp đất này để tăng sức chịu tải nếu sử dụng.

+ CL là lớp sét, cát, tính dẻo cứng. + CH là lớp sét, tính dẻo mềm. + CL là lớp sét, tính dẻo mềm.

Như vậy, ta có thể dùng lớp CH để làm lớp chịu lực cho mũi cọc vì có E0 lớn nhất, nên quá trình lún trong lớp đất này là ít nhất.

Phần 3 – NỀN MÓNG Chương 2 – CHỌN PHƯƠNG ÁN NỀN MÓNG GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh


Chương 2:

CHỌN PHƯƠNG ÁN NỀN MÓNG

I. KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA ĐẤT NỀN TỰ NHIÊN

- Chọn sơ bộ cao trình đáy móng là- 2.50m, tính từ cos hoàn thiện nền tầng trệt. Móng được đặt trong lớp CH.

- Trường hợp công trình không có tầng hầm, áp lực tiêu chuẩn được xác định theo quy phạm TCXD 45-70:

[( ) ]tctbR m Ab Bh Dc

Trong đó: m: Hệ số điều kiện làm việc. (chọn m=1) b: Bề rộng móng (b=1m)

tb : Trọng lượng riêng trung bình của đất nằm trên đáy móng ' ''

1 1 1 1' ''1 1

dntb

h hh h

h’: Chiều cao lớp đất tự nhiên đến mực nước ngầm h’’: Chiều cao lớp đất tự nhiên từ mực nước ngầm đến móng.

31.8*2 (1.562 1)*0.5 1.553( / )2 0.5tb T m

c: lực dính của đất nằm dưới đáy móng (c=0.061kg/cm2=0.61T/m2) =3.30

Tra bảng 2.1 chương 2 – bài giảng Nền Móng Công Trình – MSc.Nguyễn Văn Liêm A=0.05 B=1.21 D=3.44 Áp lực tiêu chuẩn:

2 21*[(0.05*1 1.21*2.5)*1.553 3.44*0.61] 6.9( / ) 8( / )tcR T m T m - Đánh giá điều kiện địa chất công trình và đề ra phương án nền móng:

+ Rtc=6.9 T/m2<8 T/m2, ta có thể chọn phương án thiết kế móng cọc từ tràm.



+ Do tải trọng công trình truyền xuống là tương đối lớn, do đó nên ta có thể chọn các giải pháp để thiết kế móng như: móng đơn; móng băng trên nền cừ tràm; móng cọc.

II. TÍNH TOÁN MÓNG ĐƠN TRÊN NỀN CỪ TRÀM: 1. Chọn và phân tích chiều sâu đặt móng, loại móng, loại nền:

- Chọn chiều sâu đặt móng như giả thiết ở trên là -2.5m tính từ cos 0.00m

- Loại móng thiết kế là móng đơn trên nền tự nhiên.

- Lớp đất đặt móng: CH

- Các chỉ tiêu cơ lý của lớp CH:

Tên chỉ tiêu CH

Troïng löôïng rieâng, (g/cm3) 1.562

Tæ troïng, 2.628

Ñoä aåm töï nhieân, W(%) 70

Giôùi haïn chaûy, Wc(%) 67

Giôùi haïn deõo, Wd(%) 32

Goùc ma saùt trong, 0 3,3

Löïc dính, C(kG/cm2) 0.061

Modun bieán daïng, E0(kG/cm2) 3.5

Bảng 2.1 – Chỉ tiêu địa chất của lớp địa chất CH

- Lớp đất đắp, trong lương riêng tc =1.8T/m3, 035 2. Xác định sơ bộ kích thước móng:

Trường hợp móng chịu tải đúng tâm:

- Tổng tải trọng từ công trình truyền xuống đến cao trình đỉnh móng trong tổ hợp gây bất lơi nhất là: 0

tcN



Tính toán móng cho cột truc 6:

Chân cột

Trục NL max TH tải

Ntc Mtc x Mtc y Qtưx Qtư

y Qmax

T T.m T.m T T T

H (C18)

N TH1 514.01 1.17 8.88 9.4 3.76

M-x TH3 412.35 26.29 7.92 10.25 5.6

M-y TH4 409.73 1.29 35.97 3.59 20.18

Q TH5 20.18

Bảng 2.2 – Nội lực cột C18, khung 6 trục H

Ta có:

max0

514.01 446.971.15 1.15

tc NN T

Rtc=8T/m2 (nền gia cố cừ tràm)

Cao trình đáy móng: -2.5m

Suy ra:

0tc

tctb

NFR h

. Với:

tb : 2.0 – 2.2T/m3

F: diện tích đáy móng yêu cầu.

20 446.97 33.1

8 2.2* 2.5

tc

tctb

NF mR h

Điều kiện:

ô1 (11.8 9)*(11 14.8) 26.8

10 2*10nhipF F

(không thỏa)

Móng đơn trên nền tự nhiên cừ tràm là phương pháp không thể thực hiện.

Phần 3 – NỀN MÓNG Chương 3 – THIẾT KẾ MÓNG CỌC BTCT GVDH: ThS. Hoàng Vĩ Minh


Chương 3:

THIẾT KẾ MÓNG CỌC BTCT I. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG CỌC:

1. Xác định sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền: - Kiểm tra về độ mãnh:

max30 70( 100)Ld

Với: L: chiều dài cọc

d: đường kính cọc

- Xác định sức chịu tải cho phép của cọc:

psa

s p

QQQFS FS

Trong đó:

Qs: thành phần ma sát

1

ns s si ii

Q u f dz u f l

Qp: thành phần kháng mũi.

p p pQ q A

Với: u: chu vi tiết diện cọc

fsi: áp lực ma sát quanh thân cọc '

' '

tan1 sin

si v

v

f k ck

z

Với: ' : trọng lượng riêng hữu hiệu của đất

z: độ sâu tại vị trí tính toán.

li: chiều dài ma sát của đoạn cọc nằm trong lớp thứ i.

FSs: Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên (lấy bằng 1.5 – 2) – chọn 2

FSp: Hệ số an toàn cho thành phần kháng mũi (lấy bằng 2 – 3) – chọn 3



qp: cường độ đất dưới mũi cọc

'p c vp q pq cN N d N

Với: c: lực dính dưới mũi cọc

'vp : Áp lực hữu hiệu đo trọng lượng bản thân của đất tại độ sâu mũi.

dp: Cạnh hoặc đường kính mũi cọc

: Trọng lượng riêng của đất dưới mũi cọc.

Nc ; Nq ; Nᵞ xác định dựa vào góc ma sát dưới mũi cọc (tham khảo bảng 1.4 – bài giảng Nền Móng Công Trình – Ths.Nguyễn Văn Liêm.

Ap: Diện tích tiết diện ngang của mũi cọc

2. Xác định sơ bộ sức chịu tải của cọc theo vật liệu

Vật liệu làm cọc: sử dụng bê tông B25 (Rb = 145daN/cm2). Rbt=10.5 kg/cm2

Cốt thép chịu lực CII (Rs = 2800 daN/cm2).

Cốt đai CI (Rsw = 1750 daN/cm2). Es = 2.6x106 kg/cm2

푃 = 휑 푅 퐴 + 푅 퐴

Trong đó: 휑 : là hệ số uốn dọc của cọc. Được xác định dựa vào lớp đất mà cọc xuyên qua, phụ thuộc vào chiều dài tự do của cọc, tiết diện cọc.

Dựa vào hệ số 휆 = tra bảng xác định hệ số uốn dọc của cọc thay đổi theo chiều sâu trong

trạng thái đất yếu theo Jacobson.



±0.00

-2.00

-17.00

-27.50

-34.00

CH

CL

CH

ÐK

MNN 2m0.

5m14

.5m

10.5

m5m

COC

30x3

0

3. Tính toán: a. Tính toán cọc 30x30cm

Kiểm tra độ mãnh:

100 100* 100*0.3 30L L d md

Cọc tiết diện 30x30cm có thể đóng được đến độ sâu, với chiều dài cọc Lmax=30m Xác định sức chịu tải cho phép của cọc theo cường độ đất nền:

Xác định sức chịu tải của cọc 30x30cm, dài L=14.5+3*d=14.5+3*0.3=15.4m - Xác định thành phần ma sát:

1

ns s si ii

Q u f dz u f l

Trong đó:

u=0.3*4=1.2m

Lớp CH (14.5m): 0

1

'

'1 1 1

0

1

1 sin 1 s in3.3 0.94315(2 )*(1.562 1) 5.3392tan

0.943*5.339* tan(3.3 ) 0.61 0.914.5

v

s v

k

f k c

l

Lớp CL (0.9m): 0

2

'

'2 2 2

0

2

1 sin 1 s in10.7 0.8140.95.339 ( 14.5 2.5)*0.901 21.0612

tan

0.814*21.061* tan(10.7 ) 1.8 5.1470.9

v

s v

k

f k c

l m

1.2*(0.9*14.5 0.9*5.147) 21.2( )sQ T

- Xác định thành phần chịu mũi:

p p pQ q A



'

0

2

3

'

2

10.70.719; 2.638; 8.662

1.8 /1.73 /

5.339 (0.9 14.5 2.5)*0.901 21.4671.8*8.662 21.467*2.638 0.901*0.3*0.719

72.42 /

p c vp q p

q c

vp

p

q cN N d N

N N N

c T mT m

q

T m

Ap=0.3*0.3=0.09m2

Qp=72.42*0.09=6.52T

21.2 6.52 12.7( )2 3aQ T

Sức chịu tải của cọc 30x30cm, dài 15.4m là: 12.7T

Xác định sức chịu tải của cọc 30x30cm, dài L=14.5+10.5+3*d=25.9m - Xác định thành phần ma sát:

1

ns s si ii

Q u f dz u f l

Trong đó:

u=0.3*4=1.2m

Lớp CH:

1

1

0.914.5

sfl

Lớp CL(10.5m):

'

' 02 2 2

2

0.81415 10.5(2 )*0.562 (2 15 )*0.901 25.392 2tan 0.814*25.38* tan(10.7 ) 1.8 5.7

10.5

v

s v

k

f k cl m



Lớp CH (0.9m):

3

'

' 03 3 3

3

1 sin 1 s in7.4 0.870.95.339 24.78 ( 15 10.5 2)*0.713 50.052

tan 0.87*50.05* tan(7.4 ) 1.1 6.760.9

v

s v

k

f k cl m

1.2*(5.7*10.5 0.9*14.5 6.76*0.9) 94.8( )sQ T

- Xác định thành phần kháng mũi:

Ap=0.3*0.3=0.09m2

Ap=0.3*0.3=0.09m2

Qp=97.11*0.09=8.74T

94.8 8.74 50( )2 3aQ T

Sức chịu tải của cọc 30x30cm, dài 25.9m là: 50T

Xác định sức chịu tải của cọc 30x30cm, dài Lmax=30m - Xác định thành phần ma sát:

1

ns s si ii

Q u f dz u f l

Trong đó:

u=0.3*4=1.2m

Lớp CH:

1

1

0.914.5

sfl

Lớp CL (10.5m):

p p pQ q A

'

0

2

'

2

7.40.363; 1.95; 7.306

1.1 /5.339 24.78 (2.5 14.5 10.5 0.9)*0.713 45.64

1.1*7.306 45.64*1.95 0.713*0.3*0.363 97.11 /

p c vp q p

q c

vp

p

q cN N d N

N N N

c T m

q T m



2

2

5.710.5

sfl m

Lớp CH (5m):

3

'

' 03 3 3

3

1 sin 1 s in7.4 0.8755.339 24.78 (2 15 10.5 )*0.713 51.52

tan 0.87*51.5* tan(7.4 ) 1.1 6.925

v

s v

k

f k cl m

1.2*(0.9*14.5 5.7*10.5 6.92*5) 129( )sQ T


Ap=0.3*0.3=0.09m2 '

0

2

'

2

7.40.363; 1.95; 7.306

1.1 /5.339 24.78 (2 15 10.5 5)*0.713 53.3

1.1*7.306 53.3*1.95 0.713*0.3*0.363 112 /

p c vp q p

q c

vp

p

q cN N d N

N N N

c T m

q T m

Ap=0.3*0.3=0.09m2

Qp=112 *0.09=10T

129 10 67.8( )

2 3aQ T

Sức chịu tải của cọc 30x30cm, dài Lmax=30m là: 65.96T

L30x30(m) 15.4 25.9 30

Qs(T) 21.2 94.2 129

Qp(T) 6.52 8.74 10

Qa(T) 12.7 50 67.8

Qu=Qs+Qa(T) 27.72 102.94 139

p p pQ q A



Bảng 2.3 – Sức chịu tải cọc 30x30cm theo cường độ đất nền

Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu chế tạo cọc:

- Vật liệu làm cọc: sử dụng bê tông B25 (Rb = 145daN/cm2). Rbt=10.5 kg/cm2 - Cốt thép chịu lực CII (Rs = 2800 daN/cm2).

- Giả sử: thép dọc bố trí cho cọc là 24 20 12.56sA cm

( )vl b b s sP R A R A

- Với b=30cm=0.3m; 2(30*30 4*2) 892bA cm

L30x30(m) 0 15.4 25.9 30

Lb

0 51.3 86.3 100

1 0.856 0.676 0.579

( )vlP T 165.7 141.8 112 95.9

Bảng 2.4 – Tính toán sức chịu tải cọc 30x30cm theo vật liệu

BIỂU ĐỒ QUAN HỆ GIỮA Qu, PVL VÀ QA

0 15,4 25,9 30

Qa 0 12,7 50 67,8

Pvl 165,7 141,8 112 95,9Qu 0 27,72 102,94 139

020406080

100120140160180



b. Tính toán sức chịu tải cọc 35x35cm:

Tính toán sức chịu tải cọc 35x35cm theo cường độ đất nền

L35x35(m) 15.55 26.05 32.55 35

Qs(T) 25.7 112 130.3 221.4

Qp(T) 8.92 13.05 22.33 22.9

Qa(T) 15.82 60.35 98.65 118.3

Qu=Qs+Qa(T) 34.62 125.05 152.33 244.3

Bảng 2.5 – Sức chịu tải cọc 35x35cm theo cường độ đất nền.

Tính toán sức chịu tải cọc 35x35cm theo vật liệu:

L35x35(m) 0 15.55 26.05 32.55 35

Lb

0 44.42 74.43 93 100

1 0.89 0.75 0.63 0.579

( )vlP T 212.8 189.4 159.6 134.1 123.2

Bảng 2.6 – Tính toán sức chịu tải cọc 35x35cm theo vật liệu Với b=35cm=0.35m; 235*35 1225bA cm

Giả sử: thép dọc bố trí cho cọc là 24 20 12.56sA cm






c. Tính toán sức chịu tải cọc 40x40cm:

Tính toán sức chịu tải cọc 40x40cm theo cường độ đất nền

L40x40(m) 15.7 26.2 32.7 40

Qs(T) 30.1 129.6 227.36 349.05

Qp(T) 11.71 23.9 29.24 31.3

Qa(T) 19.2 72.8 123.43 184.96

Qu=Qs+Qa(T) 41.81 153.5 256.6 370.4

Bảng 2.7 – Sức chịu tải cọc 40x40cm theo cường độ đất nền.

Tính toán sức chịu tải cọc 40x40cm theo vật liệu:

L40x40(m) 0 15.7 26.2 32.7 40

Lb

0 39.25 65.5 81.75 100

1 0.912 0.795 0.707 0.579

( )vlP T 267.16 243.65 212.4 188.8 154.7

Bảng 2.8 – Tính toán sức chịu tải cọc 35x35cm theo vật liệu

0 15,55 26,05 32,55 35

Qa 0 15,82 60,35 98,65 118,3Pvl 212,8 189,4 159,6 134,1 123,2

Qu 0 34,62 125,05 152,33 244,3

0

50

100

150

200

250

300



Với b=40cm=0.4m; 240*40 1600bA cm

Giả sử: thép dọc bố trí cho cọc là 24 20 12.56sA cm




d. Lựa chọn cọc: - Đối với cọc bê tông cốt thép thì có nhiều loại tiết diện khác nhau, ta khảo sát sức chịu

tải của một số cọc thường dùng để chọn ra cọc tối ưu nhất thỏa mãn điều kiện kỹ thật và kinh tế.

Điều kiện xác định: - Khoảng cách các cọc bố trí trong đài cọc đối với cọc ma sát nên lấy (theo

TCXD 205 -1998 điều 3.9.2) - Để tránh cọc làm việc độc lập trong nhóm cọc và để giảm bớt kích thước đài móng,

khối lượng đào đất móng ta nên chọn . Vậy khoảng cách cọc trong nhóm cọc nên chọn . Trong thực tế khả thi khi diện tích móng nhỏ hơn hay bằng 1/10 diện tích ô nhịp, hay b < 1/3L (L chiều dài khung trục).

- Trong công trình không nên có nhiều hơn 2 cọc với 2 chiều dài khác nhau để tránh lún lệch giữa các móng. Cho nên việc lựa chọn tiết diện và chiều dài cọc cần phải có sự liên

0 15,7 26,2 32,7 40

Qa 0 19,2 72,8 123,4 184,9

Pvl 276,16 243,64 212,4 188,8 154,7Qu 0 41,81 153,5 256,6 370,4

0

50

100

150

200

250

300

350

400

dlc 3

dlc 6

dld c 63



kết với nhau qua tải trọng của từng cột xuống móng để chọn cọc và bố trí cọc một cách hợp lí, tiết kiệm được vật liệu cũng như cân bằng sức chịu tải của tất cả các móng.

- Ta có công thức xác định sức chịu tải của cọc được biến đổi từ công thức xác định số lượng cọc:

1* 1.5*max ;min

c c

N Nn P

P nN N

Pn n

Với: 1 1.5 : hệ số xét đến sự ảnh hưởng của lực ngang và momen.

N : Tổng tải trọng đứng tác dụng tại trọng tâm tiết diện đài cọc. Gồm:

+ Tải trọng công trình: 0ttN

+ Giả sử tải trọng đài và đất nền trên đài khoảng 10T/cọc: 10*d cN n

=> 0tt

dN N N

P : sức chịu tải giả sử của cọc.

nc: số lượng cọc.

' 01.4 tt

ac

NQn

Cột trục 6-A 6-B 6-F 6-H 6-I 6-J Ntt

0(T) 62.35 196.71 314.36 515.87 487.09 355.10 nc 1 4 6 9 9 6

1.5* Nn 108.5 88.76 93.6 100.9 96.2 103.8

1* Nn 72.35 59.2 62.4 67.3 64.1 69.2

Bảng 2.9 – Tính toán sức chịu tải cọc theo giả thuyết

Từ bảng tính toán trên ta chọn cọc trong đoạn từ 72.35T đến 88.76T. Nhận xét: Từ biểu đồ tương quan giữa sức chịu tải cọc theo vật liệu và đất nền,

và dựa vào khoảng sức chịu tải giả thuyết. Ta tìm được điểm cân bằng giữ sức chịu tải cực hạn đất nền với vật liệu tại độ sâu khoảng -30m. So sánh tác dụng chịu tải 3 loại cọc trên, do tải trọng công trình truyền xuống tương đối lớn nên ta ưu tiên chọn cọc tiết diện 35x35 vì các lý



do: sức chịu tải phù hợp, cường độ vật liệu lớn đảm bảo an toàn khi ép cọc vào tầng đất chặt, giảm số lượng cọc trong khi tiết diện không lớn hơn nhiều, và tiết kiệm về mặt kinh tế…

e. Tính toán cọc đã chọn:

Xác định sức chịu tải của cọc 35x35cm, dài L=29.3m theo cường độ đất nền:

- Xác định thành phần ma sát:

1

ns s si ii

Q u f dz u f l

Trong đó:

u=4*0.35=1.4m

Lớp CH (14.5m)

1

'

' 01 1 1

1

1 sin 1 s in3.3 0.94315( 2)*(1.562 1) 5.3392

tan 0.943*5.339* tan(3.3 ) 0.61 0.914.5

v

s v

k

f k cl

Lớp CL (10.5m):

2

'

'2 2 2

2

1 sin 1 s in10.7 0.81410.55.339 ( 15 2)*0.901 25.39

2tan 0.814*25.39* tan(10.7) 1.8 5.7

10.5

v

s v

k

f k cl m

Lớp CH (4.3 m):

3

'

' 03 3 3

3

1 sin 1 s in7.4 0.874.35.339 24.78 ( 10.5 15 2)*0.713 51.262

tan 0.87*51.26* tan(7.4 ) 1.1 6.894.3

v

s v

k

f k cl m

1.4*(14.5*0.9 10.5*5.7 4.3*6.89) 143.6( )sQ T


Ap=0.35*0.35=0.1225m2 p p pQ q A



'

0

'

2

7.40.363; 1.95; 7.306

5.339 24.78 (4.3 10.5 15 2)*0.713 52.79

1.1*7.306 52.79*1.95 0.713*0.35*0.363 111.1 /

p c vp q p

q c

vp

p

q cN N d N

N N N

q T m

Qp=111.1 *0.1225=13.6T

143.6 13.6 76.3( )2 3aQ T

Sức chịu tải của cọc 40x40cm, dài L=29.3m là: 76.3T

4. Thiết kế cọc: a. Chọn cọc:

- Tiết diện cọc: 35x35cm. - Cọc được đóng đến cao trình -31.8m - Vật liệu:

+ Thép đai CI: 2 2 22250 / ; 2250 / ; 1750 /s sc swR kg cm R kg cm R kg cm

+ Thép dọc CII: 2 2 22800 / ; 2800 / ; 2250 /s sc swR kg cm R kg cm R kg cm

+ Bê tông B25: Rb = 145daN/cm2 ; Rbt=10.5 kg/cm2

- Cọc được ngàm vào đài một đoạn: + 0.6m đập đầu cọc.

+ 0.1m trong lớp bê tông đày móng.

Tổng chiều dài cọc cần thiết: 29.3+0.6+0.1=30m Ta chia thành 3 đoạn 10m.

b. Kiểm tra điều kiện vẫn chuyển và lắp dựng: - Trọng lượng cọc trên 1m dài:

1.1*0.35*0.35*2500 336.9 /cq nF kg m

- Tính toán cọc theo sơ đồ vận chuyển: Cọc chịu tải phân bố đều là tải trọng bản thân và được mốc vào 2 vị trí coi như gối tựa.

Hai mốc vận chuyển cách được bố trí cách đầu cọc một đoạn:

0.207 0.207*10 2.07a L m



2 2max 0.043 0.043*336.9*10 1450 .M qL kg m

Lực cắt lớn nhất:

max336.9*10 336.9*2.07 1335.8

2 2Q kg

- Tính toán cọc theo sơ đồ thi công: Cọc chịu tải phân bố đều là tải trọng bản thân.

Mốc vận chuyển cách được bố trí cách đầu cọc một đoạn:

0.294 0.294*10 2.94a L m

2 2max 0.086 0.086*336.9*10 2897.34 .M qL kg m .

max 1396.12Q kg (giải Etabs)

Ta thấy Mmax (sơ đồ thi công) > Mmax (sơ đồ vận chuyển), nên ta thiết kế theo sơ đồ thi công.

SƠ ĐỒ VẬN CHUYỂN SƠ ĐỒ THI CÔNG

Thiết kế cọc: Chọn lớp bảo vệ a=4cm, => h0 = h – 4 = 35 – 4 = 31cm

Ta có :

- Tính αm = 2 2

289734 0.06145*35*31b o

MR bh


1 1 2* 1 1 2*0.06 0.9692 2

m

2070 2070

10000

q=440kg/m

Mmax=0.043qL²

q=440kg/m

2940

Mmax=0.086qL²

q=336.9kg/m q=336.9kg/m



- Diện tích cốt thép:

2

0

289734 3.44. . 0.969*2800*31s

s

MA cmR h

- Chọn thép: 182 có As = 5.09 cm2. - Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

o

chs

bhA100

100*5.09 0.35

40*36 ( % )

Thỏa điều kiện hàm lượng thép.

- Bố trí thép :

As = 3.95 cm2 → chọn 218 ( As chọn = 5.09 cm2), bố trí thép như hình vẽ.


att = 2 + 1.8 = 3.8cm < agt = 4 cm → thỏa


t0 =35-2*1.8-2*3=25.4 cm > 3cm (thỏa)

Thép đai:

Giá trị lực cắt lớn nhất : Qmax = 1396.12kg

Chọn đai 8 , có hai nhánh đai: Asw = 1.005cm2.

Khoảng cách bố trí thép đai theo tính toán:

- Tiết diện chữ nhật, không có lực dọc: 휑 = 0,휑 = 0 - Bê tông nặng: 휑 = 2; 휑 = 0.6; 휑 = 1.5

2 22 0(1 ) 2*10.5*35*31 706335b b f n btM R bh kg.cm

1 2 2

4 4*706335*1750*1.005 25501396.12

b sw wtt

M R ASQ

cm

- Khoảng cách bố trí lớn nhất của cốt đai: 2 2

4 0max

max

(1 ) 1.5*10.5*35*31 3801396.12

b n btR bhS cmQ

23

2 2*1750*1.005 15.9((1 ) 0.6*10.5*35

sw swtt

b f n bt

R ASR b

cm

- Khoảng cách bố trí cấu tạo giữa các cốt đai:



Do h < 45 cm: 35 17.52 2cthS cm và 10S cm

Chọn thép đai 8a100 , bố trí hai nhánh đai.

Trong đoạn giữa dầm lực cắt Q nhỏ hơn nên ta bố trí với khoảng cách s = 150; 8a150

- Kiểm tra điều kiện chịu nén của bê tông (tiết diện nghiêng). 4

1 3

21*10 11 5 1 5 * 1 5* * 1.1* 27*10 35*10w w

Es AswEb b s

1 1 1 0.01*14.5 0.885b bR

1 1 0max 1823.2 0.3 0.3*1.1*0.885*145*35*31 60980w b bQ R bh kg → Đạ푡

Mốc cẩu cọc: - Trọng lượng cọc: P = q*l =336.9*10 =3369 kg - Lực kéo tối đa mà cốt thép chịu được:

푃 ≤ 푅 퐴

3369 1.22800s

s

PAR

cm2

=> Chọn thép 18 làm móc cẩu, có As = 2.54 cm2.

- Tính toán chiều dài đoạn neo của móc cẩu:

+ Chiều dài đoạn neo:

lneo không nhỏ hơn 30 = 30*1.8=54 cm, chọn lneo = 60 cm

Xác định sức chịu tải của cọc theo độ bền vật liệu: - Tổng chiều dài cọc: 30m - Vật liệu:



+ Bê tông B25: Rb = 145daN/cm2 ; Rbt=10.5 kg/cm2

( )vl n b sc sP R A R A

Với: 30 750.4

cLb



0.746 (Tra bảng 4.1-sổ tay thực hành kết cấu-Vũ Mạnh Hùng)

0.746*[(145*35*35 1.8*4) 2800*5.09] 143140 143.1vlP kg T

Nhận xét: - Ta có: Qa=76.3T<Pvl - Cho nên ta chọn sức chịu tải của cọc theo sức chịu tải đất nền(Qa)

2500

Ø8a

100

2250

Ø8a

100

1

1

2Ø18

1

2Ø18

1

2Ø18

1 1

2Ø18

2Ø18

1 1

M?

T C

?T

THÉP

D?

N H

U?

NG

TL: 1

/10

2250

2250

1750

2000

940

250

0

350310

5000

1000

0

ÐO

?N

C?

C 3

50x3

50 (L

=10m

)TL

: 1/5

0

Ø8a

100

Ø8a

150

Ø8a

100

2Ø18

2Ø18

2000

2000

940

250

5000

1000

0

ÐO

?N

C?

C 3

50x3

50 (L

=10m

)TL

: 1/5

0

Ø8a

150

Ø8a

50 X

O?

N

1Ø20

L=6

00

300

100

2Ø18

1| 1|

2| 2|

M?

T C

?T

1-1

M?

T C

?T

2-2

Ø8a

50

B?

TR

Í TH

ÉP Ð

?U

C?

CTL

: 1/2

5

Ø18

Ø20

Ø8a

50 B?

N T

HÉP

DÀ

Y 8

mm

, Ð

U?

C H

ÀN

TH

ÀN

H H

?P

THÉP

M?

C C

?U

Ø18

600

600

MĂ

T C

ẮT

THÉP

D

ẪN

HƯ

ỚN

G

MẶ

T C

ẮT

2-2

MẶ

T C

ẮT

1-1

THÉP

MỐ

C C

ẨU

Φ

18

ĐO

ẠN

CỌ

C 3

50x3

50 (L

10M

)

ĐO

ẠN

CỌ

C 3

50x3

50 (L

10M

)

BỐ

TR

Í TH

ÉP Đ

ẦU

CỌ

C

BẢ

N T

HÉP

DÀ

Y

8mm

, Đ

ƯỢ

C H

ÀN

TH

ÀN

H B

ẢN



5. Kiểm tra cọc chịu áp lực ngang:

- Do cọc có đường kính ≤ 60cm, nhưng nằm trong lớp bùn sét chảy dẻo nên ta cần kiểm

tra ổn định đất nền quanh cọc. Vì vậy, ta cần tính toán z (theo TCXD 205-1998).

- Vật liệu:



+ Bê tông B25: Rb = 145daN/cm2 ; Rbt=10.5 kg/cm2; Eb=2.7*106T/m2 - Tải trọng truyền xuống móng:

+ Lực cắt lớn nhất tại chân đài:

2 2 2 220.18 4 20.57ttx yH Q Q T

- Phân phối tải ngang cho 9 cọc chịu: 20.57 2.99

H T

- Hệ số biến dạng:

55 6 3

. 500*1.4 0.73. 2.7*10 *1.25*10

cbd

b

K bE I

Với: K=500T/m4: hệ số biến dạng thứ nguyên (tra trong bảng G1, TCXD 205-1998)

bc=1.5*d+0.5=1.5*0.35+0.5=1.025m : chiều rộng qui ước của cọc (d<0.8m).

Eb=2.7*106 T/m2.

3 3

3 40.35*0.35 1.25*10 ( )12 12bhI m

Chiều sâu và cao độ tính đổi hạ cọc trong đất: . 29.3*0.73 21.4

. 31.8*0.73 23.2e c bd

e bd

L L mZ z m

Từ chiều sâu hạ cọc ta tra bảng G2, TCXD 205-1998

0 0 02.441; 1.621; 1.751A B C

- Chuyển vị ngang của tiết diện cọc bởi lực ngang đơn vị H0=1, gây ra:



303 3 6 3

303 3 6 3

1 2.441. 1.86*10. . 0.73 *2.7*10 *1.25*101 1.621. 1.23*10. . 0.73 *2.7*10 *1.25*10

HHbd b

MHbd b

AE I

BE I

3 30 0 0

3 30 0 0

. . 2.9*1.86*10 5.4*10

. . 2.9*1.23*10 3.6*10HH MH

MH MM

y H MH M

Với: H0=H=2.9T;

M0=M+H*l0=0 (momen tại chân đài đã chuyển thành lực dọc trong cọc)

- Góc xoay ở cao trình đáy đài: 2

30 00 0

.3.6*10

2. .b b

H l HlE I E I

- Chuyển vị của cọc:

33

0 0 0 0 5.4*103n

b

Hly l yE I

- l0=0: chiều dài cọc từ đáy đài đến mặt đất, móng đài thấp

Tính toán ứng suất z , momen uốn zM , lực cắt Qz của cọc BTCT chịu tải ngang:

- Công thức: TCXD 205-1998:

0 0 00 1 1 1 13 3( . . . )

. . . .z ebd bd bd b bd b

M HK z y A B C DE I E I

Với: các hệ số A, B, C, D được tra trong bảng G3:

- Áp lực ngang tác dụng dọc theo chiều dài cọc:

Z Ze A1 B1 C1 D1 US

0,3 0,2 1 0,2 0,02 0,001 0,053

0,5 0,4 1 0,4 0,08 0,011 0,605

0,8 0,6 0,999 0,6 0,18 0,036 0,946

1,1 0,8 0,997 0,799 0,32 0,085 1,034

1,4 1 0,992 0,997 0,499 0,167 0,981



1,6 1,2 0,979 1,129 0,718 0,288 0,864

1,9 1,4 0,955 1,379 0,974 0,456 0,738

2,2 1,6 0,913 1,553 1,264 0,678 0,632

2,5 1,8 0,848 1,706 1,584 0,961 0,504

2,7 2 0,735 1,823 1,924 1,308 0,410

3,0 2,2 0,575 1,887 2,272 1,72 0,231

3,3 2,4 0,347 1,874 2,609 2,105 0,025

3,6 2,6 0,033 1,755 2,907 2,724 -0,145

3,8 2,8 -0,385 1,49 3,128 3,288 -0,325

4,1 3 -0,928 1,037 3,225 3,858 -0,486

4,8 3,5 -2,928 -1,272 2,463 4,98 -0,645

5,5 4 -5,853 -5,941 -0,927 4,548 -0,819

Bảng 3.5 – Áp lực ngang z (T/m2)

BIỂU ĐỒ ÁP LỰC NGANG z (T/m2)

Kiểm tra ổn định nền đất quanh cọc:

IIvI

zz ctg

,21 cos

4

-1,00

-0,50

0,00

0,50

1,00

1,50

0,3 0,5 0,8 1,1 1,4 1,6 1,9 2,2 2,5 2,7 3,0 3,3 3,6 3,8 4,1 4,8 5,5Gia

tri a

p lu

c nga

n

Z(m)



- Tại độ sâu z = 1.1m (ở lớp đất 1) zmax = 1.034T/m2, ,v = 3,6T/m3

- Lớp 1 có: c = 0,61T/m2 ; 03.5

0 20

41*0.7 3.6* tan(3.5 ) 0.6*0.61 1.6 /cos(3.5 )z T m > zmax

Vậy thỏa điều kiện ổn định nền đất xung quanh.

II. KIỂM TRA TẢI TRỌNG THIẾT KẾ CỌC

Thí nghiệm kiểm tra tải trọng cọc dựa vào phương pháp thí nghiệm bằng tải

trọng tĩnh ép dọc trục (TCVN 296 – 2002).

- Tải trọng thiết kế của cọc theo cường độ đất nền:

+ Ptk=Qa=76.3T

- Tải trọng cực hạn của cọc theo cường độ đất nền:

+ Qu=Qs+Qp=143.6+13.6=157.2T

- Tải trọng cọc theo độ bền vật liệu:

+ Pvl=143.1T

Tải trọng thí nghiệm lớn nhất:

- Cọc kiểm tra: 150-200% tải thiết kế.

Pmax=150%Ptk=115T

- Số lượng cọc được kiểm tra dựa vào tồng số lượng cọc trong công trình:

+ Số cọc được kiểm tra bằng 0.1% tổng số cọc trong công trình, và không được nhỏ hơn

2 cọc.



Thiết kế móng cho khung trục 6 vì có nội lức lớn nhất. III. THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG M1:

Ta thiết kế móng cho cột C18 – khung trục 6

Tải trọng tính toán tác dụng lên móng cột C18 (M1)

Chân cột


Ntc Mtc x Mtc y Q ư Q ư Qmax

T T.m T.m T T T

6-H

(C18)

N TH1 514.01 1.17 8.88 9.4 3.76

M-x TH3 412.35 26.29 7.92 10.25 4.8

M-y TH5 409.73 1.29 35.97 20.18 4

Q 20.18


Tải trọng tính toán tác dụng lên móng cột C27

Chân cột


Ntc Mtc x Mtc y Qmax

T T.m T.m T

6-I

(C27)

N TH1 481.08 1.1 4.03

M-x TH3 380.84 28.59 6.22

M-y TH5 389.63 2.42 27.95

Q 17.77

Bảng 3.2 – Nội lực cột C27, khung 6 trục I

Do chênh lệch tải trọng giữa móng cột C18 và móng cột C27, không quá 20% giá trị

tính toán, nên ta chỉ cần thiết kế móng có giá trị nội lực lớn. (Thiết kế móng cột C18, kí hiệu M1).



1. Xác định kích thước đài cọc: Áp lực tính toán do phản lực đầu cọc tác dụng lên đái đài:

2 2

76.3 69.2(3 ) (3*0.35)

ttPd

Diện tích sơ bộ của đài:

20 446.97 7.169.2 2.2*2.5*1.1

tt

tb

NF mhn

Với: Ptt : sức chịu tải của cọc


N0tt= max 446.97

1.15N T : tải trọng công trình tại đỉnh đài.

h=2.5m : độ sâu chôn đài.

n=1.1 : hệ số vượt tải.

32 2.2 /tb t m : Trọng lượng riêng của đất và móng.

Chọn F=3.05x3.05=9.3m2.

2. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc: - Xác định số lượng cọc:

503.251.35* 8.976.3

Nn

P



+ Tải trọng công trình: 0 446.97ttN T

+ Tải trọng đài và đất nền trên đài: 1.1*9.3*2.5*2.2 56.3tbN nFh T

=> 0 56.3 446.97 503.25ttN N N T

P=76.3T: sức chịu tải tính toán của cọc.

Ta chọn n=9 cọc.



MÓNG M1

3. Tính toán trạng thái giới hạn thứ nhất: a. Kiểm tra độ sâu chôn đài:

Điều kiện: min0.7dh h

min

2tan(45 )

2H

hb

Trong đó: max 20.8H Q T :Tổng tải trọng ngang.

b=3.05m: cạnh đáy theo phương thẳng góc với tổng lực ngang.

àv :góc ma sát trong và trọng lượng riêng của đất từ đáy đài trở lên

1200

1200

1200 1200

3050

3050

325

325



31.8*2 (1.562 1)*0.5 1.55( / )2.5tb T m

01 1 2 2

1 2

35*2 3.3*0.5 28.72.5tb

h hh h

min28.7 2*20.8tan(45 )* 1.8

2 1.55*3.05h m

min2.5 (0.7 0.7*1.8 1.26 )h m h m (thỏa)

Vậy độ sâu chôn đài h=2.5m thỏa điều kiện. b. Kiểm tra tải trọng công trình tác dụng lên cọc:

- Tổ hợp: Nmax- Mxtư - My

tư – Qtư.

Chân cột



T T.m T.m T T T

6-H

(C18)

N TH1 514.01 1.17 8.88 9.4 3.76

M-x TH3 412.35 26.29 7.92 10.25 4.8

M-y TH5 409.73 1.29 35.97 20.18 4

Q 20.18


Ntt = Nmax + Wđ

Trọng lượng tính toán của đài:

. . . 9.3*1*(2.5 1)*1.1 15.4đ đ đW F h n T

±0.00

-2.00

CH

ÐK

MNN 2m0.

5m

Đất cát đắp: γ=1.8T/m φ=350

Lớp CH: γ=1.562T/m φ=3.30



Ntt = 514.01+15.4 = 529.4 T.

Moment tính toán tại đáy đài.

Mttx = Mtư

x + Qtưy .hđ = 1.17 + 3.76 *1 = 4.93 T.m

Mtty = Mtư

y + Qtưx .hđ = 8.88 + 9.4* 1 = 18.3 T.m

Tải trọng do công trình tác dụng lên đầu cọc được xác định theo công thức:

220i

itty

i

ittx

c

tttt

xxM

yyM

nNP

2max

2max

minmax

i

tty

i

ttx

c

tttt

i xxM

yyM

nNP

Hình 2.6: Tác dụng của momen vào cọc

Ta có:

3

2

1 4 7

8

96

5x

y

MxMy

1200

1200

1200 1200

3050

3050

325

325



maxmax max0 2 2

529.4 18.3*1.2 4.93*1.2 629 8.64 8.64

tttt tty x

c i i

M xN M yP Tn x y

minmin max0 2 2

529.4 18.3*1.2 4.93*1.2 55.69 8.64 8.64

tttt tty x

c i i

M xN M yP Tn x y

Với: 529.4ttN T

nc=9 cọc.

max min 1.2x x m

max min 1.2y y m

2 2

2 2

2

3*1.2 3*0 3*( 1.2)8.64

i ix y

m

0.35*0.35*29.3*2.5*1.1 9.87cP T

max

0max

0 62 9.87 71.87 76.3

ttc n

ttc c

P P PP P T P T

(Thoả)

min0 55.6 0P T

(Ta không cần kiểm tra điều kiện chống nhổ của cọc, cọc chỉ chịu nén)

09.4 1.049

tt xtu

c c

H QHn n

ngangH = 3T (Tra bảng 5.15 – bài giảng Nền Móng Công Trình – MSc. Nguyễn

Văn Liêm).

0 ngangH H (Thỏa)

Kiểm tra lại với tổ hợp tính toán



max 26.29 .

7.92 .

5.3

4.8412.35

x

ytu

xtuy

tu

tu

M T mM T mQ TQ TN T

Ntt = Nmax + Wđ


. . . 9.3*1*(2.5 1)*1.1 15.4đ đ đW F h n T

Ntt = 412.35+15.4 = 427.75 T.


Mttx = Mx

max + Qytư .hđ = 26.29 + 4.8 *1 = 31.09 T.m

Mtty = Mtư

y + Qtưx .hđ = 7.92 + 5.3 * 1 = 13.22 T.m


maxmax max0 2 2

427.75 13.22*1.2 31.09*1.2 53.79 8.64 8.64

tttt tty x

c i i

M xN M yP Tn x y

minmin max0 2 2

427.75 13.22*1.2 31.09*1.2 41.379 8.64 8.64

tttt tty x

c i i

M xN M yP Tn x y

Với: 427.75ttN T

nc=9 cọc.

max min 1.2x x m

max min 1.2y y m

2 2

2 2

2

3*1.2 3*0 3*1.28.64

i ix y

m

max

0max

0 53.7 9.87 63.57 76.3

ttc n

ttc n

P P PP P T P T

(Thoả)

min0 41.37 0P T (Ta không cần kiểm tra điều kiện chống nhổ của cọc)



05.3 0.599

tttu

c c

H QHn n

ngangH = 3T (Tra bảng 5.15 – bài giảng Nền Móng Công Trình – MSc. Nguyễn Văn

Liêm).

0 ngangH H (Thỏa)

Kiểm tra lại với tổ hợp tính toán:

max 35.97 .

1.29 .

20.18

4409.73

y

xtu

xtuy

tu

tu

M T mM T mQ TQ TN T

Ntt = Nmax + Wđ


. . . 9.3*1*(2.5 1)*1.1 15.4đ đ đW F h n T

Ntt = 409.73+15.4 = 425.13 T.


Mttx = Mx

tu + Qytư .hđ = 1.29 + 4 *1 = 4.29 T.m

Mtty = My

max + Qtưx .hđ = 35.97 + 20.18 * 1 = 56.15 T.m


maxmax max0 2 2

427.13 56.15*1.2 4.29*1.2 569 8.64 8.64

tttt tty x

c i i

M xN M yP Tn x y

minmin max0 2 2

427.13 56.15*1.2 4.29*1.2 38.939 8.64 8.64

tttt tty x

c i i

M xN M yP Tn x y

Với: 425.13ttN T

nc=9 cọc.

max min 1.2x x m

max min 1.2y y m



2 2

2 2

2

3*1.2 3*0 3*1.28.64

i ix y

m

max

0max

0 56 9.87 65.87 76.3

ttc n

ttc n

P P PP P T P T

(Thoả)


020.18 2.24

9

tttu

c c

H QHn n

ngangH = 3T (Tra bảng 5.15 – bài giảng Nền Móng Công Trình – MSc. Nguyễn Văn

Liêm).

0 ngangH H (Thỏa)

c. Kiểm tra cường độ đất nền: - Kiểm tra điều kiện:

max 1.2 tcR

tcR

- Để kiểm tra cường độ khối đất nền tại mũi cọc, ta xem cọc, đài cọc và phần đất trên các cọc là khối móng qui ước.

- Xác định kích thước móng qui ước tại cao trình mũi cọc. + Góc ma sát trong trung bình của các lớp đất mà cọc đi qua:

018*2 15*3.3 10.5*10.7 4.3*7.4 7.8429.3

i itb

i

hh

+ Góc truyền lực:

07.84 1.964 4tb -> tan 0.034

- Xác định chiều dài khối móng qui ước:

2 tan 2.75 2*29.3*0.034 4.74qu qu cB L b l m

Trong đó: b=3.05-0.15*2=2.75m (khoảng cánh tính từ mép ngoài cọc)

- Diện tích khối móng qui ước:



2 24.74 22.5qu qu quF B L m

- Độ sâu đặt móng qui ước: 29.3 1 30.3qu c dH l H m

- Tải trọng đất và đài từ cao trình đáy đài trở lên:

1 1.1*2.5*(2.2 1)*22.5 136.13quN nh F T

- Trọng lượng khối móng qui ước từ cao trình đáy đài trở xuống:

2 20.68*22.5 465.3i i quN h F T

Trọng lượng đất bị cọc chiếm chỗ: (Ta không tính trọng lượng đất bị chiếm chổ vì thực chất khi cọc ép xuống, đất bị nén chặt, khối lượng đất khối móng xem như không đổi)

Với: 20.562*14.5 0.901*10.5 4.3*0.713 20.68 /i ih T m

- Trọng lượng bản thân cọc: 2

3 1.1*9*29.3*0.35 *2.5 88.83c cN nml F T

Trường hợp tải trọng: Ntcmax – Mtc

x-tu – Mtcy-tu – Qtc

tư

- Tải trọng công trình: max0

514.01 446.971.15 1.15

tc NN T

Tải trọng công trình tại đáy khối móng qui ước:

1 2 3 0 136.13 465.3 88.83 446.97 1137.23tc tcN N N N N T

- Tổng moment tác dụng tại cao trình đáy móng:

1.17 3.76 *1 4.93tc tc tcx xtu ytu dM M Q h T.m

8.88 9.4* 1 18.3 .tc tc tcy ytu xtu dM M Q h T m

- Độ lệch tâm: 4.93 0.004

1137.23

tcx

x tcqu

MeN

m

18.3 0.0161137.23

tcy

y tcqu

Me

N m

- Áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng quy ước:

max

66 1137.23 6*0.004 6*0.0161 1 46.722.5 4.74 4.74

tcqu ytc x

qu qu qu

N eeF L B

T/m2



min

66 1137.23 6*0.004 6*0.0161 1 42.322.5 4.74 4.74

tcqu ytc x

qu qu qu

N eeF L B

T/m2

2max min 46.7 42.3 44.5 /2 2

tc tctctb T m

Trường hợp Mtcy-max - Ntc

tư – Mtcx-tư - Qtc

tư . - Tổng tải trọng bản thân khối móng quy ước:

Ntcqư = Ntc+N1+N2+Nc =

409.73136.13 465.3 88.83 1006.61.15

T


1.29 4 *1 4.29tc tc tcx xtu ytu dM M Q h T.m

35.97 20.18 * 1 56.15 . tc tc tcy ytu xtu dM M Q h T m T.m

- Độ lệch tâm:

4.29 0.0041006.6

tcx

x tcqu

MeN

m

39.97 0.0561006.6

tcy

y tcqu

Me

N m


max

66 1006.6 6*0.004 6*0.0561 1 40.322.5 4.74 4.74

tcqu ytc x

qu qu qu

N eeF L B

T/m2

min

66 1006.6 6*0.004 6*0.0561 1 36.522.5 4.74 4.74

tcqu ytc x

qu qu qu

N eeF L B

T/m2

2max min 40.3 36.5 38.4 /2 2

tc tctctb T m

Dựa vào các kết quả tính, ta thấy trường hợp Ntcmax – Mtc


tư Cho giá trị nguy hiểm nhất. Lấy trường hợp tải trọng này để kiểm tra

Cường độ đất nền tại khối móng qui ước

[( ) ]tcqu qu tbR m AB BH Dc

Trong đó: 21.1 /CLc T m



0

0.1287.4 1.502

3.664CL

ABD

320.68 0.706 /29.3

i itb

i

hT m

h

21*[(0.128*4.74 1.502*31.8)*0.706 3.864*1.1] 47.12 /tcR T m

Từ kết quả ta thấy: tcR

2max 1.2 1.2*47.12 56.54 /tcR T m

min 0

max

min

46.7 1.1 442.3

Thỏa điều kiện. Thỏa trạng thái giớ hạn thứ nhất

4. Tính toán trạng thái giới hạn thứ hai: a. Kiểm tra lún:

- Độ lún móng phải thỏa mãn điều kiện: S<Sgh. - Theo TCVN 45-78 thì độ lún cho phép hay Sgh=8cm

- Tính lún bằng phương pháp cộng lún từng lớp, độ lún cuối cùng: iS S

- Ứng suất đo trọng lượng bản thân đất gây ra dưới đáy khối móng qui ước: 31.8 220.68 /bt V i ih T m

- Ứng suất gây lún: + Tại đáy khối móng qui ước:

244.5 20.68 23.8 /btP T m

+ Tại độ sâu zi so với khối móng qui ước.

0i

glz PK

Trong đó: K0 được tra trong sách “cơ học đất” – Hoàng Vĩ Minh.



- Chia lớp đất dưới khối móng qui ước thành nhiều lớp đất phân tố có chiều dày:

4.74 0.955 5qu

i

Bh m

Chọn hi=0.5m

Điểm Z(m) qu

qu

LB

qu

ZB

K0 2( / )

gl

T m

2( / )

bt

T m

0 0 1 0 1 23,80 20,68

1 0.5 1 0.105 0.979 23,30 21,0365

2 1 1 0.211 0.951 22,63 21,393

3 1.5 1 0.316 0.867 20,63 21,7495

4 2 1 0.422 0.778 18,52 22,106

5 2.5 1 0.527 0.676 16,09 22,4625

6 3 1 0.633 0.554 13,19 22,819

7 3.5 1 0.738 0,498 11,85 23,1755

8 4 1 0.844 0,424 10,09 23,532

9 4.5 1 0.949 0,364 8,66 23,8885

10 5 1 1.055 0,314 7,47 24,245

11 5.5 1 1.160 0,272 6,47 24,6015

12 6 1 1.266 0,238 5,66 24,958

Bảng 3.4 –Ứng suất công trình dưới khối móng qui ước

- Tại điểm 12: 0.2gl bt Nền giới hạn lấy tại điểm 12, ở độ sâu 6m tính từ khối móng qui ước.

- Tính toán:

Ñieåm 0 :



21*23,8 23,8 /gl T m

0 20.68bt (T/m2)

Ñieåm 1 : 20.979*23,8 23,3 /gl T m

1 0bt bt CH h 20.68+0.713*0.5=21.04(T/m2)

Ñieåm 2 : 20.951*23,8 22,6 /gl T m

2bt 21.04 +0,5*0.713=21.4 (T/m2)

... - Độ lún:

0.8*0.5 23.8 5,66*( 23,3 22,63 20,63 18,82 16,09 13,19 11,85 10,09 8,66 7, 47 6, 47 )1240 2 2

0,056 5,6

izi zi

oi

S hE

m cm

ghS S . (thỏa)

Thỏa trạng thái giới hạn thứ 2. IV. TÍNH TOÁN ĐÀI CỌC

a. Kiểm tra độ chọc thủng của đài

MÓNG M1

2700

25

1200

1200

1200 1200

3050

3050

325

325

700

1000

45°



- Vật liệu:


+ Thép dọc AIII: 2 23650 / ; 3650 /s scR kg cm R kg cm

+ Bê tông B20: 2 2115 / ; 9 /n kR kg cm R kg cm

- Chiều cao làm việc của đài cọc: giả sử h0=1m

0 0.75 k tb

Ph

R U

Trong đó:

0 1h m : Chiều cao làm việc của đài cọc

290 /kR T m : Cường độ chịu kéo bê tông.

0.7 2.7 1.72tbU m

: Trung bình cộng của cạnh ngắn đáy trên và đáy dưới của

tháp (tiết diện hình vuông)

0( 1 ) 0h m (thỏa)

- Kích thước đáy tháp bị chọc thủng với góc nghiêng từ mức cột 450. Lcht = B cth =bcột + 2*h0 = 0.7 + 2*1= 2.7 m.

Nhận xét: kích thước đáy dưới của tháp chọc thủng nằm phủ một phần lên các đầu cọc biên, ta tính với phản lực nằm trên phần diện tích cọc nằm ngoài đáy tháp chọc thủng.

0iP = max2*0.35*0.0253* 3*62* 26.6

0.35*0.35cthSPS

(T)

0 0.75 .oi

k tb

Ph

R U = 26.6 0.23

0.75*90*1.7m (thỏa)

b. Kiểm tra điều kiện chịu lực cắt:

0k

QhbR

Trong đó:

Q : Tổng lực các cọc nằm ngoài tiết diện cắt

b : Bề rộng đài cọc thẳng góc với phương tính toán.

2 29 / 90 /kR kg cm T m : Cường độ kéo của bê tông.



: Hệ số thứ nguyên được xác định như sau:

2

00.7 1 hC

Với: C=0.675m : khoảng cách từ mép cột đến mặt phẳng đang xét. (0.5h0< C < h0)

210.7 1 1.25

0.675

3 3*62 0.541.25*3.05*90

a

k k

QQ mbR bR

0 1 0.54h m m (thỏa)

Vì móng hình vuông và cọc bố trí đều nhau nên ta chỉ kiểm tra 1 trong 2 phương x,y của móng mà thôi.

1200

1200

1200 1200

3050

3050

325

325

675



c. Tính toán bố trí thép: Quan niệm đài cọc như dầm consol ngàm vào tiết diện đi qua chân cột.

Momen tại tiết diện ngàm:

n

oi ii

M P d

Trong đó: M: momen tại vị trí ngàm

Poi: Phản lực đầu cọc thứ i tại phạm vi consol

max3 3*62 186oi oP P T

di : khoảng cách từ ngàm đến trục cọc thứ i

0.85x yd d m (như trong hình)

5186*0.85 158.1 . 158.1*10 .x yM M M T m kg cm

1200

1200

1200 1200

305030

50

325

325

850

700



- Diện tích cốt thép trên toàn bề rộng làm việc của đài theo phương x: 5

2

0

158.1*10 56.620.9*3650*(100 15)s

s

MA cmR h

- Chọn khoảng cách bố trí 2 tim thép là: a=10cm

- Số thanh cần thiết: 305 10 1 31( )10

N thanh

- Chọn 216( 2.01 )sA cm để bố trí:

=> 231*2.01 62.31chonsA cm

chons sA A (thỏa)


0

62.31*100 *100 0.2%305*85

chonsA

bh

max

min

115*100 0.59* *100 1.86%3650

0.1%

bR

s

RR

min max (thỏa)

Vậy thép đài bố trí theo phương x là: 16 100a

Vì x yM M , nên ta bố trí giống phương y giống phương x.



350

3Ø143Ø14

Ø16a100 1Ø16a1001

±0.00

-2.501000

100

325150 325 15012001200

MÓNG M1TL: 1/50

M? T C? T A-ATL: 1/50

TIM C? C TRÙNGTIM C? T

600

100

325 1200 1200 325

150

325

1200

1200

325

150

3050

700

700

350

?A A?H

6

150 3050 150

MẶT CẮT A-A

Phần 3 – NỀN MÓNG Chương 4: THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh


Chương 4:

THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI I. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG CỌC:

1. Xác định sức chịu tải của cọc theo giả thuyết: Điều kiện xác định:

- Khoảng cách các cọc bố trí trong đài cọc đối với cọc ma sát nên lấy (theo TCXD 205 -1998 điều 3.9.2)

- Để tránh cọc làm việc độc lập trong nhóm cọc và để giảm bớt kích thước đài móng, khối lượng đào đất móng ta nên chọn . Vậy khoảng cách cọc trong nhóm cọc nên chọn

. Trong thực tế khả thi khi diện tích móng nhỏ hơn hay bằng 1/10 diện tích ô nhịp, hay b < 1/3L (L chiều dài khung trục).

- Trong công trình không nên có nhiều hơn 2 cọc với 2 chiều dài khác nhau để tránh lún lệch giữa các móng. Cho nên việc lựa chọn tiết diện và chiều dài cọc cần phải có sự liên kết với nhau qua tải trọng của từng cột xuống móng để chọn cọc và bố trí cọc một cách hợp lí, tiết kiệm được vật liệu cũng như cân bằng sức chịu tải của tất cả các móng.

- Ta có công thức xác định sức chịu tải của cọc được biến đổi từ công thức xác định số lượng cọc:

1* 1.5*max ;min

c c

N Nn P

P nN N

Pn n



+ Tải trọng công trình: 0ttN

+ Giả sử tải trọng đài và đất nền trên đài khoảng 10T/cọc: 10*d cN n

=> 0tt

dN N N

P : sức chịu tải giả sử của cọc.

nc: số lượng cọc.

' 01.4 tt

ac

NQn

dlc 3

dlc 6

dld c 63



Cột trục 6-A 6-B 6-F 6-H 6-I 6-J Ntt

0(T) 62.35 196.71 314.36 515.87 487.09 355.10 nc 1 3 4 6 6 4

1.5* Nn 108.53 113.36 132.89 143.97 136.77 148.16

1* Nn 72.35 75.57 88.59 95.98 91.18 91.78

Bảng 4.1 – Tính toán sức chịu tải cọc theo giả thuyết

Từ bảng tính toán trên ta chọn cọc trong đoạn từ 95.98T đến 108.53T. 2. Xác định sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền: - Xác định sức chịu tải cho phép của cọc:

psa

s p

QQQFS FS

Trong đó:

Qs: thành phần ma sát

1

ns s si ii

Q u f dz u f l

Qp: thành phần kháng mũi.

p p pQ q A

Với: u: chu vi tiết diện cọc

fsi: áp lực ma sát quanh thân cọc '

' ' 2 0 0

tan

tan (45 ) 2 tan(45 )2 2

si h a

h vb

f c

c

Với: 0.7a : góc ma sát giữa thân cọc và đất nền (do khoan tạo lỗ nên đất quanh cọc giảm ma sát)

' 'vs z : Áp lực hữu hiệu đo trọng lượng bản thân của đất xung quanh cọc.

' : trọng lượng riêng hữu hiệu của đất

z: độ sâu tại vị trí tính toán.

li: chiều dài ma sát của đoạn cọc nằm trong lớp thứ i.



FSs: Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên (lấy bằng 1.5 – 2) – chọn 2

FSp: Hệ số an toàn cho thành phần kháng mũi (lấy bằng 2 – 3) – chọn 3

qp: cường độ đất dưới mũi cọc

'p c vp q pq cN N d N

Với: c: lực dính dưới mũi cọc

'vp : Áp lực hữu hiệu đo trọng lượng bản thân của đất tại độ sâu mũi.

dp: Cạnh hoặc đường kính mũi cọc

: Trọng lượng riêng của đất dưới mũi cọc.

Nc ; Nq ; Nᵞ xác định dựa vào góc ma sát dưới mũi cọc (tham khảo bảng 1.4 – bài giảng Nền Móng Công Trình – Ths.Nguyễn Văn Liêm)

Ap: Diện tích tiết diện ngang của mũi cọc



-34.00

-51.00

CL

±0.00

-2.00

-17.00

-27.50

CH

CL

CH

ÐK

MNN

COC

D60c

m

500

2000

3. Tính toán cọc D60cm

Xác định sức chịu tải cho phép của cọc theo cường độ đất nền:

Xác định sức chịu tải của cọc D60cm, dài L=14.5+3d=14.5+3*0.6=16.3m


1

ns s si ii

Q u f dz u f l

Trong đó:

u=0.6*3.14=1.88m

Lớp CH (14.5m):

'

' 2 0 0

01

1

15(2 )*(1.562 1) 5.3392

3.3 3.35.339* tan (45 ) 2*0.61* tan(45 ) 3.62 2

3.6* tan(3.3 ) 0.61 0.8114.5

vs

h

sfl

Lớp CL(1.8m):

'

' 2 0 0

02

2

1.8(2.5 14.5)*0.562 (2 15 )*0.901 25.72

10.7 10.725.7* tan (45 ) 2*1.8* tan(45 ) 14.72 2

17.34* tan(10.7 ) 1.8 5.11.8

vs

h

sfl m

1.88*(0.81*14.5 5.1*1.8) 39.3( )sQ T


p p pQ q A



Ap=0.32*3.14=0.283m2

Qp=85.9*0.283=24.3T

39.3 24.3 27.75( )2 3aQ T

Sức chịu tải của cọc D60cm, dài 16.3m là: 27.75T

Xác định sức chịu tải của cọc D60cm, dài L=14.5+10.5+3*0.6=26.8m - Xác định thành phần ma sát:

1

ns s si ii

Q u f dz u f l

Lớp CH:

1

1

0.8114.5

sfl

Lớp CL(10.5m):

'

' 2 0 0

02

2

10.5(2.5 14.5)*0.562 (2 15 )*0.901 29.62

10.7 10.729.6* tan (45 ) 2*1.8* tan(45 ) 17.342 2

17.34* tan(10.7 ) 1.8 5.110.5

vs

h

sfl m

Lớp CH (1.8m):

0

2

3

'

2

10.70.719; 2.638; 8.662

1.8 /1.73 /

(14.5 2.5)*0.562 (14.5 2.5 1.8)*0.901 26.5

1.8*8.662 26.5*2.638 0.901*0.6*0.719 85.9 /

q c

vp

p

N N N

c T mT m

q T m



'

' 2 0 0

03

3

1.8(2.5 14.5)*0.562 (2.5 14.5 10.5)*0.901 (2.5 14.5 10.5 )*0.713 54.62

7.4 7.454.6* tan (45 ) 2*1.1* tan(45 ) 40.22 2

40.2* tan(7.4 ) 1.1 6.321.8

vs

h

sfl m

1.88*(0.81*14.5 5.1*10.5 6.32*1.8) 144.1( )sQ T

- Xác định thành phần kháng mũi: '

0

2

'

2

7.40.363; 1.95; 7.306

1.1 /(2.5 14.5)*0.562 (2.5 14.5 10.5)*0.901 (2.5 14.5 10.5 1.8)*0.713 55.2

1.1*7.306 55.2*1.95 0.713*0.6*0.363 115.8 /

p c vp q p

q c

vp

p

q cN N d N

N N N

c T m

q T m

Qp=115.8*0.283=32.8T

144.1 32.8 83( )2 3aQ T

Sức chịu tải của cọc D60cm, dài 26.8m là: 83T

Xác định sức chịu tải của cọc D60cm, dài L=14.5+10.5+6.5+1.8=33.3m - Xác định thành phần ma sát:

1

ns s si ii

Q u f dz u f l

Lớp CH:

1

1

0.8114.5

sfl

Lớp CL (10.5m):

2

2

5.110.5

sfl m

Lớp CH (6.5m):

p p pQ q A



'

' 2 0 0

03

3

(2.5 15)*0.562 (2.5 15 10.5)*0.902 (2.5 15 10.5 6.5)*0.713 56.37.4 7.456.3* tan (45 ) 2*1.1* tan(45 ) 41.52 2

41.5* tan(7.4 ) 1.1 6.56.5

vs

h

sfl m

Lớp CL (1.8m): '

' 2 0 0

03

3

(2.5 15)*0.562 (2.5 15 10.5)*0.901 (2.5 15 10.5 6.5)*0.7131.8(2.5 14.5 10.5 6.5 )*0.895 89.82

7.7 7.789.8* tan (45 ) 2*1.4* tan(45 ) 66.12 2

66.1* tan(7.7 ) 1.4 10.31.8

vs

h

sfl m

1.88*(0.81*14.5 5.1*10.5 6.5*6.5 1.8*10.3) 237( )sQ T

- Xác định thành phần chịu mũi: '

0

2

'

2

7.70.386; 2.004; 7.416

1.1 /(2 15)*0.562 (2 15 10.5)*0.902

(2 15 10.5 6.5)*0.713 (2 15 10.5 6.5 1.8)*0.895 901.1*7.416 90*2.004 0.895*0.6*0.386 189 /

p c vp q p

q c

vp

p

q cN N d N

N N N

c T m

q T m

Qp=189*0.283=53.5T

237 53.5 136.3( )2 3aQ T

Sức chịu tải của cọc D60cm, dài L=33.3m là: 136.3T

Xác định sức chịu tải của cọc D60cm, dài L=45m - Xác định thành phần ma sát:

p p pQ q A



1

ns s si ii

Q u f dz u f l

Lớp CH:

1

1

0.8114.5

sfl

Lớp CL (10.5m):

2

2

5.110.5

sfl m

Lớp CH (6.5m):

3

3

6.56.5

sfl m

Lớp CL (11m): '

' 2 0 0

04

4

(2.5 15)*0.562 (2.5 15 10.5)*0.901 (2.5 15 10.5 6.5)*0.71311(2.5 14.5 10.5 6.5 )*0.895 93.92

7.7 7.793.9* tan (45 ) 2*1.4* tan(45 ) 69.32 2

69.3* tan(7.7 ) 1.4 10.811

vs

h

sfl m

1.88*(0.81*14.5 5.1*10.5 6.5*6.5 11*10.8) 425.5( )sQ T


0

2

'

2

7.70.386; 2.004; 7.416

1.4 /(2 15)*0.562 (2 15 10.5)*0.901

(2 15 10.5 6.5)*0.713 (2 15 10.5 6.5 11)*0.895 98.81.4*7.416 98.8*2.004 0.895*0.6*0.386 208.7 /

p c vp q p

q c

vp

p

q cN N d N

N N N

c T m

q T m

p p pQ q A



Qp=208.7*0.283=59.1T

425.5 59.1 232.5( )

2 3aQ T

Sức chịu tải của cọc D60cm, dài L=45m là: 206T

LD60(m) 16.3 26.8 33.3 45

Qs(T) 39.3 144.1 237 425.5

Qp(T) 24.3 32.8 53.5 59.1

Qa(T) 27.75 83 136.3 232.5

Qu=Qs+Qa(T) 63.6 176.9 290.5 484.6

Bảng 4.2 – Sức chịu tải cọc D60cm theo cường độ đất nền

Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu chế tạo cọc:

- Vật liệu làm cọc: sử dụng bê tông B25 (Rb = 145daN/cm2). Rbt=10.5 kg/cm2 - Cốt thép chịu lực CII (Rs = 2800 daN/cm2).

- Giả sử: thép dọc bố trí cho cọc là 212 20 37.7sA cm

- 2

260 *3.14( 37.7) 2789.74bA cm : Diện tích tiết diện ngang của cọc.

Qvl =Ru Ab + Ran As Trong đó: Qvl : Sức chịu tải của cọc theo vật liệu.

Ru : Cường độ tính toán của bêtông cọc khoan nhồi, được xác định như sau: Ru = Rb/4.5 khi đổ bêtông dưới nước hoặc dưới dung dịch sét, nhưng không lớn

hơn 60 daN/cm2. Ru = Rb/4 đối với cọc đổ bêtông trong lỗ khoan khô, nhưng không lớn hơn

70daN/cm2.

145 32.2

4.5 4.5b

uRR (daN/cm2)

Ran: Cường độ tính toán của thép;



2800 18671.5 1.5

san

RR (daN/cm2)< 2200 (daN/cm2)

32.2 * 2789.7 1867 * 37.7 160214 160vlQ kg T

BIỂU ĐỒ QUAN HỆ GIỮA QVL VÀ Qa

Nhận xét biểu đồ: - Xét trong đoạn từ 95.98T đến 108.53T, sức chịu tải của cọc theo vật liệu (Qvl) và sức

chịu tải của cọc theo đất nền (Qa) chưa cắt nhau. Nhưng theo giả thuyết ta chỉ chọn cọc trong đoạn từ 95.98T đến 108.53T, nên ta quyết định chọn coc tiết diện D60cm. Vì: + Sức chịu tải của cọc Qa thỏa mãng điều kiện giả thuyết + Sức chịu tải vật liệu Qvl không lớn. (nếu ta chọn cọc có đường kính lớn hơn D60cm thì sẽ phí vật liệu).

Kết luận: Ta chọn cọc khoan nhồi đường kính D=60cm để tính toán.

Từ biểu đồ tương quan giữa sức chịu tải cọc theo vật liệu và đất nền, và

dựa vào khoảng sức chịu tải giả thuyết. Ta tìm được điểm cân bằng tại

độ sâu gần 30m.

4. Tính toán cọc đã chọn:

Xác định sức chịu tải của cọc D60cm, dài L=31m theo cường độ đất nền:


1

ns s si ii

Q u f dz u f l

0 16,3 26,8 33,3 45

Qa 0 27,75 83 136,3 232,5Qvl 160 160 160 160 160

0

50

100

150

200

250



Lớp CH:

1

1

0.8114.5

sfl

Lớp CL (10.5m):

2

2

5.110.5

sfl m

Lớp CH (6m):

'

' 2 0 0

03

3

6(2.5 14.5)*0.562 (2.5 14.5 10.5)*0.901 (2.5 14.5 10.5 )*0.713 56.12

7.4 7.456.1* tan (45 ) 2*1.1* tan(45 ) 41.32 2

41* tan(7.4 ) 1.1 6.46

vs

h

sfl m

1.88*(0.81*14.5 5.1*10.5 6.4*6) 194.9( )sQ T


0

2

'

2

7.40.363; 1.95; 7.306

1.1 /(2.5 14.5)*0.562 (2.5 14.5 10.5)*0.901 (2.5 14.5 10.5 6)*0.713 60.2

1.1*7.306 60.2*1.95 0.713*0.6*0.363 125.6 /

p c vp q p

q c

vp

p

q cN N d N

N N N

c T m

q T m

Qp=125.6*0.283=35.5T

194.9 35.5 109.3( )

2 3aQ T

Sức chịu tải của cọc D60cm, dài L=31m là: 109.3T Nhận xét:

- Ta có: Qa=109.3T<Qvl - Cho nên ta chọn sức chịu tải của cọc theo sức chịu tải đất nền(Qa)

p p pQ q A



II. THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG M1N: Ta thiết kế móng cho cột C18 – khung trục 6

Tải trọng tính toán tác dụng lên móng cột C18 (M1)

Chân cột



T T.m T.m T T T

6-H

(C18)

N TH1 514.01 1.17 8.88 9.4 3.76

M-x TH3 412.35 26.29 7.92 10.25 4.8

M-y TH5 409.73 1.29 35.97 20.18 4

Q 20.18


Tải trọng tính toán tác dụng lên móng cột C27

Chân cột


Ntc Mtc x Mtc y Qmax

T T.m T.m T

6-I

(C27)

N TH1 481.08 1.1 4.03

M-x TH3 380.84 28.59 6.22

M-y TH5 389.63 2.42 27.95

Q 17.77

Bảng 4.4 – Nội lực cột C27, khung 6 trục I

Do chênh lệch tải trọng giữa móng cột C18 và móng cột C27, không quá 20% giá trị tính toán, nên ta chỉ cần thiết kế móng có giá trị nội lực lớn. (Thiết kế móng cột C18, kí hiệu M1).



1. Xác định kích thước đài cọc: Áp lực tính toán do phản lực đầu cọc tác dụng lên đáy đài:

2 2

109.3 33.73(3 ) (3*0.6)

ttPd


20 446.97 16.1433.73 2.2*2.5*1.1

tt

tb

NF mhn

Với: Ptt : sức chịu tải của cọc


N0tt= max 446.97

1.15N T : tải trọng công trình tại đỉnh đài.




Chọn F=5.4x3.2=17.28m2.


551.51.1* 5.87109.3

Nn

P





=> 0 104.5 446.97 551.5ttN N N T


Ta chọn n=6 cọc.



MÓNG M1N



min

2tan(45 )

2H

hb

Trong đó: max 20.8H Q T :Tổng tải trọng ngang.



5400

3200

600

700

700

450

450

1150

2250

x

y

My

Mx

±0.00

-2.00

CH

ÐK

MNN 2m0.

5m


Lớp CH: γ=1.562T/m φ=3.30



31.8*2 (1.562 1)*0.5 1.55( / )2.5tb T m

01 1 2 2

1 2

35*2 3.3*0.5 28.72.5tb

h hh h

min28.7 2*20.8tan(45 )* 1.17

2 1.55*3.2h m

min2.5 (0.7 0.7*1.17 0.82 )h m h m (thỏa)



tư – Qtư.

Chân cột



T T.m T.m T T T

6-H

(C18)

N TH1 514.01 1.17 8.88 9.4 3.76

M-x TH3 412.35 26.29 7.92 10.25 4.8

M-y TH5 409.73 1.29 35.97 20.18 4

Q 20.18


Ntt = Nmax + Wđ

Trọng lượng tính toán của đài: (giả sử chiều cao đài 2m)

. . . 17.28*0.5*(2.5 1)*1.1 17.28*1.5*2.5*1.1 85.5đ đ đW F h n T

Ntt = 514.01+85 = 600 T.


Mttx = Mtư

x + Qtưy .hđ = 1.17 + 3.76 *1 = 4.93 T.m

Mtty = Mtư

y + Qtưx .hđ = 8.88 + 9.4* 1 = 18.3 T.m


220i

itty

i

ittx

c

tttt

xxM

yyM

nNP



2max

2max

minmax

i

tty

i

ttx

c

tttt

i xxM

yyM

nNP

Ta có:

maxmax max0 2 2

minmin min0 2 2

600 18.3*2.25 4.93*1.15 102.76 20.25 7.935

600 18.3*2.25 4.93*1.15 97.36 20.25 7.935

tttt tty x

c i i

tttt tty x

c i i

M xN M yP Tn x y

M xN M yP Tn x y

Với: nc=6 cọc.

max min 2.25x x m

max min 1.15y y m

2 2 2

2 2 2 2

2*2.25 2*2.25 20.25

3*1.15 3*1.15 7.935i

i

x

y m

5400

3200

600

700

700

450

450

1150

2250

x

y

My

Mx



20.6 *3.14*31*(2.5 1)*1.1 14.54cP T

max

0max

0 102.7 14.5 117.2 109.3

ttc n

ttc c

P P PP P T P T

( Không Thoả)

Nhận xét: - Do tải trọng công trình tác dụng lên đầu cọc không thỏa điều kiện nên ta khó có thể

thiết kế móng cọc khoan nhồi cho toàn bộ công trình mà chỉ thiết kế cho một vài móng có tải trọng lớn.

- Ta thiết kế cho móng cột C18 trục (6-H) có tải trọng lớn nhất.

III. THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN LẠI MÓNG M1N: 1. Chọn cọc: Chọn lại sức chịu tải cọc theo giả thuyết:

Cột trục 6-H 6-I Ntt

0(T) 515.87 487.09 nc 4 4

1.5* Nn 208.5 197.7

1* Nn 138.9 131.8

Bảng 4.6 – Tính toán sức chịu tải cọc theo giả thuyết Ta chọn cọc trong đoạn từ 138.9T đến 208.5T.

Tính toán lại cọc theo cường độ đất nền:

BIỂU ĐỒ QUAN HỆ GIỮA QVL VÀ Qa

0 16,3 26,8 33,3 45

Qa 0 27,75 83 136,3 232,5Qvl 160 160 160 160 160

0

50

100

150

200

250



Từ biểu đồ trên, ta chọn cọc với chiều đài 35m

Lớp Cao độ c(T/m2) φ γ σ’vs σh fs L

Cát đắp -2.5 35 1.8

CH -17 0.61 3.3 1.562 5.34 3.6 0.81 14.5

CL -27.5 1.8 10.7 1.901 29.6 17.34 5.1 10.5

CH -34 1.1 7.4 1.713 56.3 41.5 6.5 6.5

CL -37.5 1.4 7.7 1.895 93.9 69.3 10.8 3.5

Bảng 4.7 – Tính toán sức chịu ma sát cọc.

1.88*(0.81*14.5 5.1*10.5 6.5*6.5 3.5*10.8) 273.25( )sQ T


0

2

'

7.70.386; 2.004; 7.416

1.4 /(2 15)*0.562 (2 15 10.5)*0.901

(2 15 10.5 6.5)*0.713 (2 15 10.5 6.5 3.5)*0.895 92.141.4*7.416 92.14*2.004 0.895*0.6*0.386 195.2 /

p c vp q p

q c

vp

p

q cN N d N

N N N

c T m

q T

2m

Qp=195.2*0.283=55.25T

273.25 55.25 155( )

2 3aQ T

Sức chịu tải của cọc D60cm, dài L=35m là: 155T 2. Xác định kích thước đài cọc:

- Áp lực tính toán do phản lực đầu cọc tác dụng lên đái đài:

2 2

155 47.8(3 ) (3*0.6)

ttPd

- Diện tích sơ bộ của đài:

p p pQ q A



20 446.97 10.747.8 2.2*2.5*1.1

tt

tb

NF mhn

Với: Ptt = Qa=155T

Chọn Fđ=3.3x3.3=10.89m2. 3. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc:

- Xác định số lượng cọc:

551.51.1* 5.87109.3

Nn

P

Với: + Tải trọng công trình: 0 446.97ttN T


=> 0 65.88 446.97 512.85ttN N N T

=> Ta chọn n=4 cọc.

MÓNG M1N

450

450

700

600

3300

700

x

y

My

Mx

3300

2400450

2400





min

2tan(45 )

2H

hb

Trong đó: b=3.3m: cạnh đáy theo phương thẳng góc với tổng lực ngang.

min28.7 2*20.8tan(45 )* 1.15

2 1.55*3.3h m

min2.5 (0.7 0.7*1.15 0.81 )h m h m (thỏa)



tư – Qtư.

Chân cột



T T.m T.m T T T

6-H

(C18)

N TH1 514.01 1.17 8.88 9.4 3.76

M-x TH3 412.35 26.29 7.92 10.25 4.8

M-y TH5 409.73 1.29 35.97 20.18 4

Q 20.18


Ntt = Nmax + Wđ

Trọng lượng tính toán của đài: (giả sử chiều cao đài 1.2m)

. . . 10.89*0.5*(2.5 1)*1.1 10.89*0.7*2.5*1.1 29.5đ đ đW F h n T

Ntt = 514.01+29.5 = 543.51 T.


Mttx = Mtư

x + Qtưy .hđ = 1.17 + 3.76 *1 = 4.93 T.m

Mtty = Mtư

y + Qtưx .hđ = 8.88 + 9.4* 1 = 18.3 T.m




220i

itty

i

ittx

c

tttt

xxM

yyM

nNP

2max

2max

minmax

i

tty

i

ttx

c

tttt

i xxM

yyM

nNP

Ta có:

maxmax max0 2 2

minmin min0 2 2

543.51 18.3*1.2 4.93*1.2 1404 5.76 5.76

543.51 18.3*1.2 4.93*1.2 1314 5.76 5.76

tttt tty x

c i i

tttt tty x

c i i

M xN M yP Tn x y

M xN M yP Tn x y

Với: nc=4 cọc.

max min 1.2x x m

max min 1.2y y m

2 2 2 2 22*1.2 2*1.2 5.76i ix y m

450

450

700

600

3300

700

x

y

My

Mx

3300

2400450

2400



20.6 *3.14*31*(2.5 1)*1.1 14.54cP T

max0max

0

min0

140 14.5 154.5 155

0

ttc n

ttc c

P P P

P P T P TP

(Thoả)

Kiểm tra lại với tổ hợp tính toán

max 26.29 .

7.92 .

5.3

4.8412.35

x

ytu

xtuy

tu

tu

M T mM T mQ TQ TN T

Ntt = Nmax + Wđ


29.5đW T

Ntt = 412.35+29.5 = 441.85 T.


Mttx = Mx

max + Qytư .hđ = 26.29 + 4.8 *1 = 31.09 T.m

Mtty = Mtư

y + Qtưx .hđ = 7.92 + 5.3 * 1 = 13.22 T.m


maxmax max0 2 2

441.85 13.22*1.2 31.09*1.2 119.74 5.76 5.76

tttt tty x

c i i

M xN M yP Tn x y

minmin max0 2 2

441.85 13.22*1.2 31.09*1.2 101.24 5.76 5.76

tttt tty x

c i i

M xN M yP Tn x y

max

0max

0 119.7 14.5 134.2 155

ttc n

ttc n

P P PP P T P T

(Thoả)


Kiểm tra lại với tổ hợp tính toán:



max 35.97 .

1.29 .

20.18

4409.73

y

xtu

xtuy

tu

tu

M T mM T mQ TQ TN T

Ntt = Nmax + Wđ


29.5đW T

Ntt = 409.73+29.5 = 439.23 T.


Mttx = Mx

tu + Qytư .hđ = 1.29 + 4 *1 = 4.29 T.m

Mtty = My

max + Qtưx .hđ = 35.97 + 20.18 * 1 = 56.15 T.m


maxmax max0 2 2

439.23 56.15*1.2 4.29*1.2 121.64 5.76 5.76

tttt tty x

c i i

M xN M yP Tn x y

minmin max0 2 2

439.23 56.15*1.2 4.29*1.2 96.54 5.76 5.76

tttt tty x

c i i

M xN M yP Tn x y

max

0max

0 121.6 14.5 135.1 155

ttc n

ttc n

P P PP P T P T

(Thoả)


c. Kiểm tra cường độ đất nền: - Kiểm tra điều kiện:

max 1.2 tcR

tcR





018*2 15*3.3 10.5*10.7 4.3*7.4 7.8429.3

i itb

i

hh


07.84 1.964 4tb -> tan 0.034

- Xác định chiều dài khối móng qui ước:

3 2*31*0.034 5.1qu quB L m

- Diện tích khối móng qui ước: 25.1*5.1 26qu qu quF B L m

- Độ sâu đặt móng qui ước: 31 2.5 33.5qu c dH l H m - Tải trọng đất và đài từ cao trình đáy đài trở lên:

1 1.1*2.5*2.2*26 157.3quN nh F T


2 21.89*26 569.14i i quN h F T


Với: 20.562*14.5 0.901*10.5 6*0.713 21.89 /i ih T m


30.6 *3.141.1*4*31* *(2.5 1) 57.9

4c cN nml F T

Trường hợp tải trọng: Ntcmax – Mtc


tư - Tải trọng công trình:

max0

514.01 446.971.15 1.15

tc NN T

Tải trọng công trình tại đáy khối móng qui ước:

1 2 3 0 157.3 569.1 57.8 446.97 1231.2tc tcN N N N N T


1.17 3.76 *1 4.93tc tc tcx xtu ytu dM M Q h T.m



8.88 9.4* 1 18.3 .tc tc tcy ytu xtu dM M Q h T m

- Độ lệch tâm: 4.93 0.004

1231.2

tcx

x tcqu

MeN

m

18.3 0.0151231.2

tcy

y tcqu

Me

N m


max

66 1231.2 6*0.004 6*0.0151 1 48.426 5.1 5.1

tcqu ytc x

qu qu qu

N eeF L B

T/m2

min

66 1231.2 6*0.004 6*0.0151 1 46.326 5.1 5.1

tcqu ytc x

qu qu qu

N eeF L B

T/m2

2max min 48.4 46.3 47.35 /2 2

tc tctctb T m




0

0.1347.7 1.546

3.787CL

ABD

321.89 0.706 /31

i itb

i

hT m

h

21*[(0.134*5.1 1.546*33.5)*0.706 3.787*1.4] 49.7 /tcR T m


2max 1.2 1.2*49.7 59.6 /tcR T m

min 0

max

min

48.4 1.05 446.3

(Thỏa điều kiện) Thỏa trạng thái giới hạn thứ nhất.



5. Tính toán trạng thái giới hạn thứ 2: a. Kiểm tra lún:

- Độ lún móng phải thỏa mãn điều kiện: S<Sgh.

- Theo TCVN 45-78 thì độ lún cho phép hay Sgh=8cm


- Ứng suất đo trọng lượng bản thân đất gây ra dưới đáy khối móng qui ước:

33.5 221.89 /bt V i ih T m

- Ứng suất gây lún:

+ Tại đáy khối móng qui ước:

247.35 21.89 25.46 /btP T m


0i

glz PK



5.1 15 5qu

i

Bh m

Chọn hi=1m

Lớp Điểm Z(m) qu

qu

LB

qu

ZB

K0 2( / )

gl

T m

2( / )

bt

T m

CL

0 0 1 0,00 1,000 25,46 21,89

1 1 1 0,20 0,960 24,44 22,79

2 2 1 0,39 0,808 20,57 23,68

3 3 1 0,59 0,616 15,68 24,58



4 4 1 0,78 0,465 11,84 25,47

5 5 1 0,98 0,347 8,83 26,37

6 6 1 1,18 0,265 6,75 27,26

7 7 1 1,37 0,209 5,32 28,16



- Độ lún: 0.8*1 25.46 5.32*( 24.44 20.57 15.68 11.84 8.83 6.75 ) 0.0581240 2 2

iCL zi zi

oi

S h mE

5.8 ghS cm S . (thỏa)

Thỏa trạng thái giới hạn thứ 2 IV. TÍNH TOÁN ĐÀI CỌC

1. Kiểm tra độ chọc thủng của đài

MÓNG M1N

3300

700

x

y

My

Mx

3300

2400450

2400

450

450

700

600

1200

3000

45°

700



- Vật liệu:



+ Bê tông B20: 2 2 6 2115 / ; 9 / ; 2.7*10 /n k bR kg cm R kg cm E T m

- Chiều cao làm việc của đài cọc: giả sử h0=1.2m

0 0.75 k tb

Ph

R U

0iP =0 (T)

0 0.75 .oi

k tb

Ph

R U = 0 (thỏa)

2. Kiểm tra điều kiện chịu lực cắt:

0k

QhbR

Trong đó:

Q : Tổng lực các cọc nằm ngoài tiết diện cắt

b : Bề rộng đài cọc thẳng góc với phương tính toán.



2

00.7 1 hC


210.7 1 1.25

0.675



2 2*155 0.84

1.25*3.3*90a

k k

QQ mbR bR

0 1.2 0.84h m m (thỏa)

Vì móng hình vuông và cọc bố trí đều nhau nên ta chỉ kiểm tra 1 trong 2 phương x,y của móng mà thôi.

a. Tính toán bố trí thép: (tính toán đài cọc theo điều kiện chiệu uốn) Quan niệm đài cọc như dầm consol ngàm vào tiết diện đi qua chân cột.

3300

700

x

y

My

Mx

3300

2400450

2400

450

450

700

600

3000

850

3300

700

x

y

My

Mx

3300

450

2400

450

450

700

600



Momen tại tiết diện ngàm: n

oi ii

M P d

Trong đó: M: momen tại vị trí ngàm

Poi: Phản lực đầu cọc thứ i tại phạm vi consol

2 2*155 310oi aP Q T

0.85x yd d m (như trong hình)

5310*0.85 263.5 . 263.5*10 .x yM M M T m kg cm

3. Diện tích cốt thép trên toàn bề rộng làm việc của đài theo phương x: 5

2

0

263.5*10 76.40.9*3650*(120 15)s

s

MA cmR h

4. Chọn khoảng cách bố trí 2 tim thép là: a=15cm 5. Số thanh cần thiết:

330 10 1 23( )15

N thanh

Chọn 222( 3.8 )sA cm để bố trí:

=> 223*3.8 87.4chonsA cm

chons sA A (thỏa)

6. Kiểm tra hàm lượng:

0

87.4*100 *100 0.25%330*105

chonsA

bh

max

min

115*100 0.59* *100 1.86%3650

0.1%

bR

s

RR

min max (thỏa)

Vậy thép đài bố trí theo phương x là: 22 150a

Vì x yM M , nên ta bố trí giống phương y giống phương x.



V. KIỂM TRA CỌC:

1. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang:

- Vật liệu:



+ Bê tông B25: Rb = 145daN/cm2 ; Rbt=10.5 kg/cm2; Eb=2.7*106T/m2 - Tải trọng truyền xuống móng:

+ Lực cắt lớn nhất tại chân đài:

2 2 2 220.18 4 20.57ttx yH Q Q T

- Phân phối tải ngang cho 4 cọc chịu: 20.57 5.14

H T

- Hệ số biến dạng:

55 6 3

. 400*1.4 0.49. 2.7*10 *6.4*10

cbd

b

K bE I

Với: K=400T/m4: hệ số biến dạng thứ nguyên (tra trong bảng G1, TCXD 205-1998)

bc=1.5*d+0.5=1.5*0.6+0.5=1.4m : chiều rộng qui ước của cọc (d<0.8m).

Eb=2.7*106 T/m2.

4

3 46.4*10 ( )64dI m

Chiều sâu và cao độ tính đổi hạ cọc trong đất: . 35*0.49 17.15

. 37.5*0.49 18.38e c bd

e bd

L L mZ z m

Từ chiều sâu hạ cọc ta tra bảng G2, TCXD 205-1998

0 0 02.441; 1.621; 1.751A B C

- Chuyển vị ngang của tiết diện cọc bởi lực ngang đơn vị H0=1, gây ra:

303 3 6 3

403 3 6 3

1 2.441. 1.1*10. . 0.49 *2.7*10 *6.4*101 1.621. 7.2*10. . 0.49 *2.7*10 *6.4*10

HHbd b

MHbd b

AE I

BE I



3 3

0 0 04 3

0 0 0

. . 5.1*1.1*10 5.61*10

. . 5.1*7.2*10 3.6*10HH MH

MH MM

y H MH M

Với: H0=H=5.1T;

M0=M+H*l0=0 (momen tại chân đài đã chuyển thành lực dọc trong cọc)

- Góc xoay ở cao trình đáy đài: 2

30 00 0

.3.6*10

2. .b b

H l HlE I E I

- Chuyển vị của cọc:

33

0 0 0 0 5.6*103n

b

Hly l yE I

- l0=0: chiều dài cọc từ đáy đài đến mặt đất, móng đài thấp

Tính toán ứng suất z , momen uốn zM , lực cắt Qz của cọc khoan nhồi chịu tải ngang:

- Công thức: TCXD 205-1998:

0 0 00 1 1 1 13 3

20 3 0 3 0 3

3 20 4 0 4 0 4 0 4

( . . . ). . . .

. . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . .

z ebd bd bd b bd b

z bd b bd b

z bd b bd b bd b

z

M HK z y A B C DE I E I

M E I y A E I B H D

Q E I y A E I B E I C H DN N

Với: các hệ số A, B, C, D được tra trong bảng G3:

Do cọc có đường kính ≤ 60cm, nhưng nằm trong lớp bùn sét chảy dẻo nên ta cần kiểm

tra ổn định đất nền quanh cọc. Vì vậy, ta cần tính toán z (theo TCXD 205-1998).

- Momen dọc theo thân cọc:

Z Ze A3 B3 C3 D3 Mz

0,4 0,2 -0,001 0 1 0,2 2,056

0,8 0,4 -0,011 -0,002 1 0,4 3,947

1,2 0,6 -0,036 -0,011 0,998 0,6 5,688

1,6 0,8 -0,085 -0,034 0,992 0,799 7,273



2 1 -0,167 -0,083 0,975 0,994 9,325

2,4 1,2 -0,287 -0,173 0,938 1,183 11,978

2,8 1,4 -0,455 -0,319 0,866 1,358 13,192

3,2 1,6 -0,676 -0,543 0,739 1,507 13,019

3,6 1,8 -0,956 -0,867 0,53 1,612 12,098

4 2 -1,295 -1,314 0,207 1,646 11,135

4,4 2,2 -1,693 -1,906 -0,271 1,575 10,254

4,8 2,4 -2,141 -2,663 -0,941 1,352 8,874

5,2 2,6 -2,621 -3,6 -1,877 0,917 7,015

5,6 2,8 -3,103 -4,718 -3,408 0,197 5,349

6 3 -3,541 -6 -4,688 -0,891 3,687

7 3,5 -3,919 -9,544 -10,34 -5,854 1,854

8 4 -1,614 -11,73 -17,91 -15,08 0,250

Bang 4.8 – Momen dọc theo thân cọc.

BIỂU ĐỒ MOMEN DỌC THEO THÂN CỌC Mz(T.m)

0

2

4

6

8

10

12

14

0,4 0,8 1,2 1,6 2 2,4 2,8 3,2 3,6 4 4,4 4,8 5,2 5,6 6 7 8

Mz(

T.m

)

Z(m)

Mz(T.m)



- Lực cắt dọc theo thân cọc:

Z Ze A4 B4 C4 D4 Qz

0,4 0,2 -0,02 -0,03 0 1 5,090

0,8 0,4 -0,08 -0,021 -0,003 1 4,689

1,2 0,6 -0,18 -0,072 -0,016 0,997 4,003

1,6 0,8 -0,32 -0,171 -0,051 0,989 3,525

2 1 -0,499 -0,333 -0,125 0,967 2,503

2,4 1,2 -0,716 -0,575 -0,259 0,917 1,434

2,8 1,4 -0,967 -0,91 -0,479 0,821 -0,275

3,2 1,6 -1,248 -1,35 -0,815 0,652 -0,898

3,6 1,8 -1,547 -1,906 -1,299 0,374 -1,323

4 2 -1,848 -2,578 -1,966 -0,057 -1,989

4,4 2,2 -2,125 -3,36 -2,849 -0,692 -2,255

4,8 2,4 -2,339 -4,228 -3,973 -1,592 -2,581

5,2 2,6 -2,437 -5,14 -5,355 -2,821 -2,237

5,6 2,8 -2,346 -6,023 -6,99 -4,445 -1,726

6 3 -1,969 -6,765 -8,84 -6,52 -1,275

7 3,5 1,074 -6,789 -13,69 -13,83 -0,672

8 4 9,244 -0,358 -15,61 -23,14 -0,121

Bảng 4.9 – Lực cắt dọc theo thân cọc.



BIỂU ĐỒ LỰC CẮT DỌC THEO THÂN CỌC Q(T)

- Áp lực ngang tác dụng dọc theo chiều dài cọc:

Z Ze A1 B1 C1 D1 z 0,4 0,2 1 0,2 0,02 0,001 0,576 0,8 0,4 1 0,4 0,08 0,011 0,981 1,2 0,6 0,999 0,6 0,18 0,036 1,235 1,6 0,8 0,997 0,799 0,32 0,085 1,330 2 1 0,992 0,997 0,499 0,167 1,320

2,4 1,2 0,979 1,129 0,718 0,288 1,214 2,8 1,4 0,955 1,379 0,974 0,456 1,047 3,2 1,6 0,913 1,553 1,264 0,678 0,843 3,6 1,8 0,848 1,706 1,584 0,961 0,617 4 2 0,735 1,823 1,924 1,308 0,397

4,4 2,2 0,575 1,887 2,272 1,72 0,192 4,8 2,4 0,347 1,874 2,609 2,105 0,015 5,2 2,6 0,033 1,755 2,907 2,724 -0,138 5,6 2,8 -0,385 1,49 3,128 3,288 -0,245 6 3 -0,928 1,037 3,225 3,858 -0,342 7 3,5 -2,928 -1,272 2,463 4,98 -0,453 8 4 -5,853 -5,941 -0,927 4,548 -0,509

Bảng 4.10 – Áp lực ngang z (T/m2)

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

0,4 0,8 1,2 1,6 2 2,4 2,8 3,2 3,6 4 4,4 4,8 5,2 5,6 6 7 8

Qz(

T)

Z(m)

Q(T)



BIỂU ĐỒ ÁP LỰC NGANG z (T/m2)

Kiểm tra ổn định nền đất quanh cọc:

IIvI

zz ctg

,21 cos

4

- Tại độ sâu z = 1.6m (ở lớp đất 1) zmax = 1.33T/m2, ,v = 3,6T/m3

- Lớp 1 có: c = 0,61T/m2 ; 03.5

0 20

41*0.7 3.6* tan(3.5 ) 0.6*0.61 1.6 /cos(3.5 )z T m > zmax

Vậy thỏa điều kiện ổn định nền đất xung quanh.

2. Tính thép cho cọc:

- Giá trị momen max :

max 13.192 .M T m

- Ta đổi cọc từ tiết diện hình tròn sang hình vuông để tính toán thép:

2 2 22 *0.6 0.53 53

4 4 4d db b m cm

- Chọn lớp bảo vệ a=5cm

- Diện tích cốt thép bố trí cho nữa bên cọc:

-1,00

-0,50

0,00

0,50

1,00

1,50

0,4 0,8 1,2 1,6 2 2,4 2,8 3,2 3,6 4 4,4 4,8 5,2 5,6 6 7 8Gia

tri a

p lu

c nga

n

Z(m)



52

0

13.192*10 10.50.9*2800*(53 5)s

s

MA cmR h

Chọn 6 20 có 220 3.14cm :

=> 22*5*3.14 37.7chonsA cm

2.chons sA A (thỏa)


0

37.7*100 *100 1.48%53*48

chonsA

bh

min

Thỏa điều kiện hàm lượng thép.

- Bố trí thép :

As = 21 cm2 → chọn theo giả thuyết khi tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu 1220

( As chọn = 37.7 cm2), bố trí thép như hình vẽ.

3. Tính toán cốt đai cho cọc:

- Lực cắt lớn nhất trong cọc, tại cao trình đầu cọc: Qmax=5.09m.

- Chọn đai xoắn 8 200a

2 20

2 2

2 2

max

8. . . 8*10.5*53*48. . . 1867*2*0.503* 7435090

1.5. . . 1.5*10.5*53*48 3785090

bttt ad d

bt o

R b hu R n f cmQ

R b hu cmQ

Vậy ta chọn bước cốt đai 8 200a để tăng cường khả năng chịu lực dọc trục và chống

nở hông cho cọc.



VI. SO SÁNH PHƯƠNG ÁN CỌC BTCT VỚI CỌC KHOAN NHỒI: So sánh kết quả từ 2 phương án thiết kế móng là móng cọc BTCT và cọc khoan nhồi:

Cọc BTCT 35x35cm2 Cọc khoan nhồi D60cm2

Kinh tế

- Thể tích BT đài móng

3

3.05 3.051

3.05*3.05*1 9.3

d

d

d

F xh m

V m

- Thể tích BT cọc:

3

90.35 0.35

29.39*0.35*0.35*29.3 32.3

c

c

nF x mL m

V m

- Diện tích cốt thép đài móng theo truc x:

62.31(31 16)chonsA

Thể tích cốt thép cọc: 2

3

10.18 (4 18). . 9*10.18*2930

268446

c

s c

F cmV n F L

cm

- Thể tích BT đài móng

3

3.3 3.31.2

3.3*3.3*1.2 13.07

d

d

d

F xh m

V m

- Thể tích BT cọc:

2

3

4*0.6 0.2834

354*0.283*35 39.62

c

c

n

F m

L mV m

- Diện tích cốt thép đài móng theo truc x:

287.4 (23 22)chonsA cm

Thể tích cốt thép cọc: 2

3

37.7 (12 20)4*37.7*3500

572800

c

s

F cmV

cm

Thi công

- Cọc BTCT có thể thiết kế toàn bộ móng cho công trình với chiều dài và tiết diện không đổi => dễ thi công.

- Cọc BTCT dễ chế tạo hơn cọc khoan nhồi.

- Cọc khoan nhồi chỉ thiết kế được vài móng có tải trọng lớn trong công trình. Đối với móng có tải trọng nhỏ, móng sẽ có cọc nhỏ và ngắn, do đó sẽ ảnh hướng đến sự lún lệch giữa 2 khối móng gần nhau trong công trình

- Coc khoan nhồi thi công tương đối khó, cần sử dụng nhiều thiết bị cũng như vật liệu.

GHI CHÚ: Do có cùng vật liệu chế tạo móng cọc là bê tông B25, thép dọc cho cọc CII, thép bố trí trong đài AIII. Nên ta có thể so sánh theo diện tích và thể tích.

Bảng 4.11 – So sánh cọc BTCT với cọc khoan nhồi. Từ bảng so sánh trên, ta ưu tiên chọn phương án cọc BTCT cho công trình.

Phần 3 – NỀN MÓNG Chương 5 – THIẾT KẾ HẦM THANG MÁY GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh


Chương 5

THIẾT KẾ HẦM THANG MÁY A. TÍNH TOÁN SÀN HẦM THANG MÁY I. CẤU TẠO SÀN:

Sàn tầng hầm có cấu tạo gồm các lớp như sau (theo thứ tự từ trên xuống): lớp xi măng tạo nhám, lớp chống thấm, lớp hồ tạo phẳng, lớp bê tông cốt thép. Dưới phần sàn này là lớp đá 4x6, cát đầm chặt, đất tự nhiên.

Lựa chọn sơ bộ tiết diện cho sàn tầng hầm:

hs = 1401 L ; =(0.8 – 1.4) chọn = 1.4; L1 = 2.55m (cạnh ngắn của ô sàn lớn nhất

trong các ô sàn trên)

hs =1.4* 1 *2.5540

= 0.089 m; chọn hs=15cm.

15CM



1. Phân loại ô sàn tầng hầm

Ô sàn L1 (m) L2 (m) α=L2/L1 Loại sàn

H1 2.55 2.85 1.12 sàn hai phương

Bảng 5.1: phân loại ô sàn tầng hầm 2. Tải trọng tác dụng lên các ô sàn

Vật liệu Tải trọng

TC (daN/m3)

Bề dày (cm)

HS vượt tải

Tải trọng TT- Gtt

(daN/m2)

Lớp xi măng tạo nhám 1800 2 1.3 46.8

Lớp chống thấm - - 1.3 6.5

Vữa hồ tạo phẳng 1600 3 1.3 62.4

Sàn BTCT 2500 15 1.1 412.5

Tổng cộng 528.2

Bảng 5.2: Tĩnh tải tác dụng lên các ô sàn

Phòng chức năng Hoạt tải TC (daN/m2) HS vượt tải Hoạt tải TT

(daN/m2)

Hầm thang máy 490 1.3 640

Bảng 5.3: Hoạt tải tác dụng lên các loại ô sàn

3. Tính toán và bố trí thép cho sàn tầng hầm do tác dụng tải trọng từ trên xuống: Tính toán thép sàn hầm thang máy như tính toán thép sàn (xem lại trong chương 2 tính

toán sàn phẳng), ở đây chỉ trình bày kết quả.



Số Cạnh Cạnh m91 Hoạt Tĩnh

M1

hiệu ngắn

dài

m92 tải tải

M2

ô L1 L2 k91 ptt gtt MI

sàn k92 MII

(m) (m) daN/m2 daN/m2 (daN.m)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

H1 2,6 2,9 1,12 0,0196 640 528,2 8490 167

0,0157 133

0,0454 386

0,0363 308

Bảng 5.4: Nội lực sàn hầm thang máy

BẢNG TÍNH và BỐ TRÍ THÉP SÀN

Ghi chú: - Hàm lượng min= 0.1%

- Hàm lượng max = 1.5%

- Cấp độ bền BT B 20 Rb = 11,5 MPa

- Có thể toàn bộ sàn có thép thuộc nhóm CI (AI) hoặc có cả CI (AI) lẩn CII (AII)

Ký hiệu Momen Giá trị M ho b Rb Rs m As

Chọn thép

As

ô sàn (daN.cm) (cm) (cm) (MPa) (MPa) (cm2) a (m.m) chọn

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

H1 M1 16674 13,0 100 11,5 225 0,009 0,996 0,57 6 100 2,83 0,22

M2 13295 13,0 100 11,5 225 0,007 0,997 0,46 6 100 2,83 0,22

MI 38578 13,0 100 11,5 280 0,020 0,990 1,07 8 200 2,52 0,19

MII 30801 13,0 100 11,5 225 0,016 0,992 1,06 8 200 2,52 0,19

Bảng 5.5:tính toán và bố trí thép hầm thang máy



II. TÍNH THÉP VỚI TRƯỜNG HỢP KHÔNG CÓ HOẠT TẢI, CÓ TÁC DỤNG CỦA LỰC ĐẨY NỔI CỦA NƯỚC NGẦM.

- Tuy điều kiện thủy văn tại khu vực xây dụng công trình có mực nước ngầm cao nhất là -2.00 m so với code 0.000.. Áp lực đẩy nổi tác dụng lên đáy sàn: (xem đây là phần hoạt tải khi tính toán, lưu ý dấu của các đại lượng)

p = *h = 1000*(-2.000 – (-1.900 – 0.150)) = 50 daN/m2

Trong đó: chiều cao tầng hầm: 1.9m, chiều dày sàn: 0.15m

BẢNG TÍNH NỘI LỰC SÀN HAI PHƯƠNG

Số Cạnh Cạnh m91 Hoạt Tĩnh

M1

hiệu ngắn

dài

m92 tải tải

M2

ô L1 L2 k91 ptt gtt MI

sàn k92 MII

(m) (m) daN/m2 daN/m2 (daN.m)

1 2 3 4 5 6 7 8 9

H1 2,6 2,9 1,12 0,0196 50 459 3699 73

0,0157 58

±0.00M? T N? N T? NG TR? T

M? T N? N H? MTHANG MÁY

-1.90MNN-2.00

MẶT NỀN TẦNG TRỆT

MẶT NỀN HẦM THANG MÁY



0,0454 168

0,0363 134

Bảng 4.6: Nội lực sàn hầm thang máy chịu tác dụng đẩy nổi

BẢNG TÍNH và BỐ TRÍ THÉP SÀN

Ghi chú: - Hàm lượng min= 0.1%

- Hàm lượng max = 1.5%

- Cấp độ bền BT B 20 Rb = 11,5 MPa

- Có thể toàn bộ sàn có thép thuộc nhóm CI (AI) hoặc có cả CI (AI) lẩn CII (AII)

Ký hiệu Momen Giá trị M ho b Rb Rs m As

Chọn thép

As

ô sàn (daN.cm) (cm) (cm) (MPa) (MPa) (cm2) a (m.m) chọn

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

H1 M1 7265 13,0 100 11,5 225 0,004 0,998 0,25 8 200 2,52 0,19

M2 5793 13,0 100 11,5 225 0,003 0,999 0,20 8 200 2,52 0,19

MI 16809 13,0 100 11,5 280 0,009 0,996 0,46 8 200 2,52 0,19

MII 13421 13,0 100 11,5 225 0,007 0,997 0,46 8 200 2,52 0,19

Bảng 4.7:tính toán và bố trí thép sàn hầm thang máy

Kiểm tra độ võng ô sàn H1: - Liên kết 4 cạnh ô sàn là liên kết ngàm, nên ta có công thức tính toán (sổ tay thực hành

kết cấu – Vũ Mạnh Hùng) 4 4

9 4

1168.2*2.55 0.00018384 384*2.5*10 *2.8*10

plf mEI

Với: p=(g+p)*1=528.2+640=1168.2 kg/m (tải trọng phân bố trên sàn khi cắt 1m bề

rộng để tính toán)

l=l1=2.55m (chiều dài theo phương cạnh ngắn)

E=2.5*109 kg/m2 (modun đàn hồi của vật liệu)



3 3

41*0.15 2.8*1012 12bhI (momen quán tính)

- Độ võng giới hạn:

2.55 0.0127200 200

lf m

f<[f]. Nên thỏa điều kiện về độ võng

Kiểm tra bề rộng vết nứt sàn Theo Qui định về cấp chống nứt và bề rộng khe nứt giới hạn thì sàn hầm có cấp

chống nứt là cấp 3 và bề rộng khe nứt giới hạn là :[an] = 0.2 mm Vết nứt được tính theo sự hình thành vết nứt thẳng góc với trục dọc cấu kiện. Cơ sở lý thuyết (xem lại phần 2 – chương 2-tính toán sàn phẳng)

CÁC ĐẶC TRƯNG

Ô BẢN ĐÁY

Cạnh ngắn l1 Cạnh dài l2

Nhịp Gối Nhịp Gối

Rn(kG/cm2) 115 115 115 115

Ea (kG/cm2) 2,10E+06 2,10E+06 2,10E+06 2,10E+06

Eb (kG/cm2) 2,70E+05 2,70E+05 2,70E+05 2,70E+05

α 7.77 7.77 7.77 7.77

b(cm) 100 100 100 100

h (cm) 15 15 15 15

a (cm) 2 2 2 2

a'(cm) 2 2 2 2

h1(cm) 4 4 4 4

h'f(cm) 4 4 4 4

ho(cm) 13 13 13 13

As(cm2) 2.83 3.35 2.83 3.35



Mtt(kGcm) 16674 38578 13295 30801

Mtc(kGcm) 13545 31339 10800 25022

µ 0,0022 0,0026 0,0022 0,0026

δ 1 1 1 1

φ1 1 1 1 1

η 1 1 1 1

d (mm) 6 8 6 8

β 1,8 1,8 1,8 1,8

δ ' 0,0086 0,0198 0,0068 0.0158

φf 0 0 0 0

λ 0 0 0 0

υ 0,15 0,15 0,15 0,15

ξ 0,12 0,14 0,13 0,13

z(cm) 12.22 12.09 12.155 12.155

σa (kG/cm2) 391.7 730.2 313.9 614.5

acrc (mm) 0.01 0.02 0.01 0.02

[a] =0,2mm Thỏa Thỏa Thỏa Thỏa

Bảng 5.7: Kết quả tính toán bề rộng khe nứt



B. TÍNH TOÁN NỘI LỰC: - Tải tác dụng:

+ Tường gạch thẻ được xây từ cao trình -1.9m đến đáy của đà kiền nền tầng trệt (±0.00m):

200 330*1.2*(1.9 0.3) 633.6 /tg kg m + Hoạt tải hầm thang máy: 640kg/m2

+ Tĩnh tải hầm thang máy: 528.2kg/m2



C. THIẾT KẾ CHO MÓNG M1A (móng cọc BTCT)

Móng của hai cột thang máy, trục 5-C và 5-D

I. THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG M1A: (giải lại Etabs – kết quả nội lực là kết quả tại chân cột ứng với cao trình -1.9m)

Chân cột

NL max TH tải N Mx My Qtư

x Qtưy Qmax

T T.m T.m T T T

5-C

Nmax TH7 71.21 0.28 2.45 4.58 2.2

M-x-max TH6 54.83 1.15 2.53 4.81 1.28

M-y-max TH9 62.77 0.72 3.08 4.48 1.65

Qmax 4.81

5-D

Nmax TH7 86.55 0.8 3.91 7.14 3.78

M-x-max TH2 82.35 0.8 2.67 5.83 2.86

M-y-max TH9 79.45 0.35 4.38 7.16 3.42

Qmax 7.6

Bảng 5.8: giá trị nội lực tại chân cột của móng M1A

Nhận xét: so sánh các trường hợp tải của hai cột trên, kết hợp với các giá trị tổ hợp tương ứng ta chọn tổ hợp 7 thiết kế cho móng, tổ hợp 2 và tổ hợp 9 kiểm tra lại các thông số đã chọn:

Bảng 2.14: Giá trị nội lực ứng với các tổ hợp tải thiết kế - kiểm tra tại chân cột móng M1A

TH tải Chân cột 5-C Chân cột 5-D

N

(T)

Mx (T.m)

My (T.m)

Qtưx

(T)

Qtưy

(T)

N

(T)

Mx (T.m)

My (T.m)

Qtưx

(T)

Qtưy

(T)

TH7 71.21 0.28 2.45 4.58 2.2 86.55 0.8 3.91 7.14 3.78

TH2 50.74 1.04 1.53 4.04 0.67 82.35 0.8 2.67 5.83 2.86

TH9 62.77 0.72 3.08 4.48 1.65 79.45 0.35 4.38 7.16 3.42

Bảng 5.9: : Giá trị nội lực ứng với các tổ hợp tải thiết kế - kiểm tra tại chân cột móng M1A



1. Xác định kích thước đài cọc: Áp lực tính toán do phản lực đầu cọc tác dụng lên đái đài:

2 2

76.3 69.2(3 ) (3*0.35)

ttPd


20 137.2 2.1769.2 2.2*2.5*1.1

tt

tb

NF mhn

Với: Ptt : sức chịu tải của cọc (ta đã tính trong chương 3 – Thiết kế móng cọc BTCT)


N0tt=

5 5max max 71.21 86.55 137.2

1.15 1.15

C DN N : tải trọng công trình tại đỉnh đài.




Chọn F=3.4x0.65=2.23m2.


161.121.4* 2.9576.3

Nn

P





=> 0 137.2 13.5 150.7ttN N N T


Ta chọn n=3 cọc. Bố trí cọc:



Khoảng cách yêu cầu giữa các tim cọc:

3.d <= lc <= 6.d tương đương 1.05 <= lc <= 2.1 (m).

- Do móng có hai cột nên ta sẽ bố trí cọc và đài móng sao cho tim của hệ thống cọc càng gần với tim của tổng lực từ trên xuống để giảm moment lệch tâm.

Tìm vị trí của hợp lực từ trên xuống:

Gọi G là điểm đặt của hợp lực, Nd là lực dọc của cột 5-D, Nc là lực dọc của cột 5-C, Pd là trọng lượng đài móng vì móng là hình chữ nhật nên ta giả sử điểm đặt Pd nằm cách đều A và A’. Tải trọng bản thân đài móng: (tính đến trọng lượng đẩy nổi)

0.6*3.425*0.65*(2.5 1)*1.1 2.2dP T

Ta có:

CG = *2.75 *1.375 96.55*2.750 2.2*1.375 1.5673.21 96.55 2.2

d d

c d d

N P mN N P

Ta có công thức xác định trọng tâm hệ thống cọc:

CG’ = 2 2 2

2

* 0*0.35 1.375*0.35 2.75*0.35 1.3753*0.35

C i i

i

d Fm

F

Trong đó: dC-i: khoảng cách từ C đến tim cọc thứ i

Fi: diện tích tiết diện ngang cọc i

3425

1375

1375

650

x

y

±0.00 M? T N? N T? NG TR? T


-1.90 MNN-2.00

5

C

D

-2.50 600

150

`


MẶT NỀN HẦM THANG

MÁY



Độ lệch tâm GG’=CG-CG’ = 1.56-1.375 =0.185 (m)

MÓNG M1A



min

2tan(45 )

2H

hb

Trong đó: max 7.6 4.8 12.4H Q T :Tổng tải trọng ngang.



Nc Nd

NdC D

C D

G

Ptt

Mc Md

1560

G'185

600

2750

1375 1375



31.8*2 (1.562 1)*0.5 1.55( / )2.5tb T m

01 1 2 2

1 2

35*2 3.3*0.5 28.72.5tb

h hh h

min28.7 2*12.4tan(45 )* 2.94

2 1.55*0.65h m

min2.5 (0.7 0.7*2.94 2.05 )h m h m (thỏa)


- Tổ hợp: Nmax= - Mxtư - My

tư – Qtư.

Ntt = Nmax(C-D) + Wđ = 71.21+86.55+2.45 = 160.21 T

Trong đó trọng lượng tính toán của đài:

max max

. . . 2.23*0.5*(2.5 1)*1.1 2.23*0.1*2.5*1.1 2.45

71.21 86.55 157.76đ đ đtt C D

W F h n TP N N T

- Moment tính toán tại đáy đài. Có kể đến độ lệch tâm do tâm hệ thống cọc không trùng với tâm hợp lực:

Mttx = Mtư

x +Me-x +Qtưy .hđ = (MxC+MxD)+Ptt*GG’+(QyC+ QyD)*hđ

= (0.28+0.8)+157.76*0.185+(2.2+3.78)*0.6= 33.85 (T.m)

Mtty = Mtư

y +Me-y + Qtưx .hđ = (MyC+MyD) + (QxC+ QxD)*hđ

= (2.45+7.14) + (4.58+7.14)*0.6 = 13.4 (T.m)


±0.00

-2.00

CH

ÐK

MNN 2m0.

5m


Lớp CH: γ=1.562T/m φ=3.30



3425

1375

1375

650

x

y

5

C

D

Ta có:

maxmax max0 2 2

160.76 33.85*1.375 64.93 3.78

tttt tty x

c i i

M xN M yP Tn x y

minmin max0 2 2

160.76 33.85*1.375 41.13 3.78

tttt tty x

c i i

M xN M yP Tn x y

Với: 172.21ttN T

nc=3 cọc.

max min 0x x m

max min 1.375y y m

2

2 2 2

0

1*1.375 1*1.375 3.78i

i

x

y

0.35*0.35*29.3*2.5*1.1 9.87cP T

max0max

0 64.9 9.87 74.77 76.3

ttc n

ttc c

P P PP P T P T

(Thoả)

min0 41.1 0P T

(Ta không cần kiểm tra điều kiện chống nhổ của cọc, cọc chỉ chịu nén) c. Kiểm tra cường độ đất nền:

- Kiểm tra điều kiện:

max 1.2 tcR

tcR



018*2 15*3.3 10.5*10.7 4.3*7.4 7.8429.3

i itb

i

hh




07.84 1.964 4tb -> tan 0.034

- Xác định chiều dài khối móng qui ước: 2 tan 0.35 29.3*0.034 2.342 tan 3.1 2*29.3*0.034 5.09

qu c

qu c

B b l mL l l m

Trong đó: b=0.35m (khoảng cánh tính từ mép ngoài cọc)

- Diện tích khối móng qui ước:

- Độ sâu đặt móng qui ước: 29.3 1 30.3qu c dH l H m

- Tải trọng đất và đài từ cao trình đáy đài trở lên:

1 1.1*2.5*(2.2 1)*11.91 39.3quN nh F T


2 20.68*11.91 246.3i i quN h F T


Với: 20.562*14.5 0.901*10.5 4.3*0.713 20.68 /i ih T m


3 1.1*3*29.3*0.35 *2.5 29.6c cN nml F T

- Gọi Ntd = N1+N2+Nc = 39.3+246.3+29.6 = 315.2 (T) - Tổng tải trọng bản thân khối móng quy ước:

Ntcqư = Ntc+ Ntd (T)

- Tổng moment tác dụng tại cao trình đáy đài : Mtt

x = Mtưx +Me-x +Qtư

y .hđ (T.m)

Mtty = Mtư

y +Me-y + Qtưx .hđ

- Độ lệch tâm: tcx

x tcqu

MeN

(m)

22.34*5.09 11.91qu qu quF B L m



tcy

y tcqu

Me

N (m)


max

661tcqu ytc x

qu qu qu

N eeF L B

T/m2

min

661tcqu ytc x

qu qu qu

N eeF L B

T/m2

2max min /2

tc tctctb T m

Trường hợp tải Tổng lực

N (T)

Tổng Mx

(T.m)

Tổng My

(T.m)

ex

(m)

ey

(m)

axm (T/m2)

min (T/m2)

tb (T/m2)

Nmax –P(t-ư) 452.3 33.85 13.4 0.075 0.030 44.212 31.741 37.976

Mx-max–P(t-ư) 430.9 28.58 10.12 0.066 0.023 41.187 31.172 36.180

My-max–P(t-ư) 438.9 30.42 14.44 0.069 0.033 42.971 30.732 36.851

Bảng 5.10: Tính toán ứng suất cho các trường hợp tải của móng M1A

Dựa vào các kết quả tính, ta thấy trường hợp Ntcmax – Mtc


tư Cho giá trị nguy hiểm nhất. Lấy trường hợp tải trọng này để kiểm tra




0

0.1287.4 1.502

3.864CL

ABD

320.68 0.706 /29.3

i itb

i

hT m

h



d. 21*[(0.128*4.74 1.502*31.8)*0.706 3.864*1.1] 47.12 /tcR T m


2max 1.2 1.2*47.12 56.54 /tcR T m

min 0

max

min

44.212 1.39 431.741

(Thỏa điều kiện) 4. Tính toán trang thái giới hạn thứ 2 :

a. Kiểm tra lún: - Độ lún móng phải thỏa mãn điều kiện: S<Sgh. - Theo TCVN 45-78 thì độ lún cho phép hay Sgh=8cm


- Ứng suất đo trọng lượng bản thân đất gây ra dưới đáy khối móng qui ước: 31.8 220.68 /bt V i ih T m

- Ứng suất gây lún: + Tại đáy khối móng qui ước:

237.98 20.68 17.3 /btP T m


0i

glz PK



2.34 0.4685 5qu

i

Bh m

Chọn hi=0.25m

Điểm Z(m) qu

qu

LB

qu

ZB

K0 2( / )

gl

T m

2( / )

bt

T m



0 0,00 2,18 0,00 1,000 17,30 20,68

1 0,25 2,18 0,11 0,987 17,08 20,86

2 0,50 2,18 0,21 0,972 16,82 21,04

3 0,75 2,18 0,32 0,916 15,85 21,21

4 1,00 2,18 0,43 0,855 14,79 21,39

5 1,25 2,18 0,53 0,787 13,62 21,57

6 1,50 2,18 0,64 0,714 12,35 21,75

7 1,75 2,18 0,75 0,645 11,16 21,93

8 2,00 2,18 0,85 0,578 10,00 22,11

9 2,25 2,18 0,96 0,519 8,98 22,28

10 2,50 2,18 1,07 0,467 8,08 22,46

11 2,75 2,18 1,18 0,419 7,25 22,64

12 3,00 2,18 1,28 0,383 6,63 22,82

13 3,25 2,18 1,39 0,345 5,97 23,00

14 3,50 2,18 1,50 0,314 5,43 23,18

15 3,75 2,18 1,60 0,287 4,97 23,35

16 4,00 2,18 1,71 0,263 4,55 23,53



- Độ lún:



0.8*0.25 *(169.88) 0.0274 2.741240

izi zi

oi

S hE

cm

ghS S . (thỏa)

II. TÍNH TOÁN ĐÀI CỌC

1. Kiểm tra độ chọc thủng của đài

MÓNG M1A

600

45°

600

2750

CD

1375

1375

45°

3425

1375

1375

650

x

y

5

C

D



0 0.75 k tb

Ph

R U

Trong đó:

0 0.6h m : Chiều cao làm việc của đài cọc

290 /kR T m : Cường độ chịu kéo bê tông.

0.6 0.6 0.62tbU m

: Đối với cột chữ nhật hay móng lệch tâm thì Utb là trung

bình cộng của cạnh ngắn đáy trên và dưới của tháp chọc thủng.

- Kích thước đáy tháp bị chọc thủng với góc nghiêng từ mức cột 450.

cth cth cot 0L B b 2*h 0.3 2*0.6 1.5 . m

Nhận xét: kích thước đáy dưới của tháp chọc thủng nằm phủ một phần lên các đầu cọc biên, ta tính với phản lực nằm trên phần diện tích cọc nằm ngoài đáy tháp chọc thủng.

0iP = max1*0.35*0.351* 1*64.9* 64.9

0.35*0.35cthSPS

(T)

0.75 .oi

k tb

PR U

= 62 1.530.75*90*0.6

m (không thỏa)

Do h0=0.6m<1.53m nên không thỏa điều kiện chọc thủng của đài. Vì vậy, để giải quyết vấn đề này ta đề ra các biện pháp như sau:

- Tăng chiều cao đài móng, và tính toán lại. - Thiết kế lại móng khác. - Tăng sức chịu tải cọc tức là chiều dài cọc, để thiết kế móng đơn 1 cọc chịu tải cho 1 cột. Ta chọn biện pháp tăng chiều cao đài. Tăng chiều cao đài từ 0.6 lên 1.2m và kiểm tra lại các điều kiện. Tải trọng tác dụng xuống móng: Tăng chiều cao đài móng nên nội lực cột ở cao trình

-1.6m, nhưng ta vẫn lấy nội lực ở cao trình -1.9 vì tại cao trình -1.9 có dầm-sàn hầm thang máy tác dụng vào móng.



TH tải Chân cột 5-C Chân cột 5-D

N

(T) Mx

(T.m) My

(T.m) Qtư

x

(T)

Qtưy

(T)

N

(T) Mx

(T.m) My

(T.m) Qtư

x

(T)

Qtưy

(T)

TH7 71.21 0.28 2.45 4.58 2.2 86.55 0.8 3.91 7.14 3.78

TH2 50.74 1.04 1.53 4.04 0.67 82.35 0.8 2.67 5.83 2.86

TH9 62.77 0.72 3.08 4.48 1.65 79.45 0.35 4.38 7.16 3.42

Bảng 5.12: Giá trị nội lực ứng với các tổ hợp tải thiết kế - kiểm tra tại chân cột móng M1A

Tăng chiều cao móng từ 0.6m lên 1.2m nên trọng lương móng cũng tăng theo. Cho nên

ta chỉ cần kiểm tra, tính toán lại các điều kiện có liên quan đến trọng lượng móng. Tìm vị trí của hợp lực từ trên xuống:

Gọi G là điểm đặt của hợp lực, Nd là lực dọc của cột 5-D, Nc là lực dọc của cột 5-C, Pd là trọng lượng đài móng vì móng là hình chữ nhật nên ta giả sử điểm đặt Pd nằm cách đều A và A’. Tải trọng bản thân đài móng: (tính đến trọng lượng đẩy nổi)

0.5*3.425*0.65*(2.5 1)*1.1 0.7*3.425*0.65*2.5*1.1 5.9dP T

Độ lệch tâm theo trục y:

Ta có:

325

325

-1.60 3400

1375

1375

650

x

y

5

C

DC? T T? NGH? M±0.00 M? T N? N T? NG TR? T


-1.90 MNN-2.00

-2.50

1200

150


MẶT NỀN HẦM THANG

MÁY

CỘT THANG MÁY



CGy = *2.75 *1.375 86.55*2.750 5.9*1.375 1.571.21 86.55 5.9

d d

c d d

N P mN N P

Ta có công thức xác định trọng tâm hệ thống cọc:

CG’y = 2 2 2

2

* 0*0.35 1.375*0.35 2.75*0.35 1.3753*0.35

C i i

i

d Fm

F

Độ lệch tâm GG’y=CGy-CG’y= 1.5-1.375 =0.125 (m)

2. Tính toán trạng thái giới hạn thứ nhất: a. Kiểm tra tải tác dụng lên đầu cọc:

- Tổ hợp: Nmax= - Mxtư - My

tư – Qtư.

Ntt = Nmax(C-D) + Wđ = 71.21+86.55+5.9 = 163.66 T

Trong đó trọng lượng tính toán của đài:

125

G

y

z

1200

2750

1375 1375Nc Nd

Nd

C D

C D

PttMc Md

1500

G'



max max

. . . 2.23*0.5*(2.5 1)*1.1 2.23*0.7*2.5*1.1 5.9

71.21 86.55 157.76đ đ đtt C D

W F h n TP N N T

- Moment tính toán tại đáy đài. Có kể đến độ lệch tâm do tâm hệ thống cọc không trùng với tâm hợp lực:

Mttx = Mtư

x +Me-x +Qtưy .hđ = (MxC+MxD)+Ptt*GGx’+(QyC+ QyD)*hđ

= (0.28+0.8)+157.76*0.125+(2.2+3.78)*0.6= 24.39 (T.m)

Mtty = Mtư

y +Me-y + Qtưx .hđ = (MyC+MyD) + Ptt*GGy’ + (QxC+ QxD)*hđ

= (2.45+7.14) + 157.76*0.175 + (4.58+7.14)*0.6 = 44.23 (T.m)


Ta có:

maxmax max0 2 2

163.66 24.39*1.375 63.43 3.78

tttt tty x

c i i

M xN M yP Tn x y

minmin max0 2 2

163.66 24.39*1.375 45.73 3.78

tttt tty x

c i i

M xN M yP Tn x y

Với: 163.21ttN T

nc=3 cọc.

max min 0x x m

max min 1.375y y m

2

2 2 2

0

1*1.375 1*1.375 3.78i

i

x

y

0.35*0.35*29.3*2.5*1.1 9.87cP T

max0max

0 63.4 9.87 73.27 76.3

ttc n

ttc c

P P PP P T P T

(Thoả)

min0 45.7 0P T

325

325

3400

1375

1375

650

x

y

5

C

D



1200

2750

CD

1375

1375

1200

45°

2121

45°

(Ta không cần kiểm tra điều kiện chống nhổ của cọc, cọc chỉ chịu nén) III. TÍNH TOÁN LẠI ĐÀI CỌC

a. Kiểm tra độ chọc thủng của đài

0 0.75 k tb

Ph

R U

0iP = max1*0.35*0.0211* 1*63.4* 3.9

0.35*0.35cthSPS

(T)

0 0.75 .oi

k tb

Ph

R U = 3.9 0.09

0.75*90*0.6m

(thỏa) b. Kiểm tra điều kiện chịu lực cắt:

0k

QhbR

Trong đó:

max0 63.4Q P : Tổng lực các cọc nằm ngoài tiết diện cắt

b=0.65m : Bề rộng đài cọc thẳng góc với phương tính toán.



2

00.7 1 hC


210.7 1 1.25

0.675

max

0 63.4 0.871.25*0.65*90k k

PQ mbR bR



0 1.2 0.87h m m (thỏa)

Vì móng chỉ có 1 hàng cột theo trục y cho nên ta chỉ cần kiểm tra trục y, không cần kiểm tra trục x.

3. Tính toán nội lực và bố trí thép cho đài:

Ta quan niệm đài móng lúc này làm việc giống như một thanh dầm ảo đơn giản, có 2 gối tựa đặt tại vị trí trọng tâm cột, tiết diện thanh dầm ảo:0.65x1.2m. Ngoại lực tác dụng là các phản lực đầu cọc.

SƠ ĐỒ TÍNH

BIỂU ĐỒ MOMEN

BIỂU ĐỒ LỰC CẮT

Po Po Po

2750

1375 1375

3400



- Vật liệu:



+ Bê tông B20: 2 2115 / ; 9 /n kR kg cm R kg cm

Chiều cao làm việc của đài cọc: giả sử h0=1.2m Tính thép thớ dưới cho đài móng: M = 43.72 T.m =43.72*105 kg.cm

5

0

43.72*10 11.10.9 0.9*120*3650

d

s

MAh R

cm2

Ta bố trí a 150 Số lượng thanh thép cần bố trí:

650 100 1 5150

n thanh.

Chọn 518 có Aschon = 12.72 cm2.

4. chons sA A (thỏa)


0

12.72*100 *100 0.16%65*120

chonsA

bh

max

min

115*100 0.59* *100 1.86%3650

0.1%

bR

s

RR

min max (thỏa)

Vậy thép đài bố trí theo phương y là: 18 150a

Vì trục x không có momen nên ta chỉ bố trí thép cấu tạo.

Tài liệu tham khảo GVHD: ThS. Hoàng Vĩ Minh


TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. TCVN 2737: Tải trọng và tác động.

2. TCXD 356-2005: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.

3. TCVN 5572-1991: Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng – Kết cấu bê tông và bê tông

cốt thép – Bản vẽ thi công.

4. TCVN 4612-1988 : Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng – Kết cấu bê tông và bê tông

cốt thép – Kí hiệu qui ước và thể hiện bản vẽ.

5. TCXD 195-1997: Nhà cao tầng – Thiết kế cọc khoan nhồi.

6. TCXDVN 206-2002: Cọc – Phương pháp thí nghiệm bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục.

7. TCXD 205-1998: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.

8. TCVN 4455-1987: Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng – Qui tắc ghi kích thước, chữ,

tiêu đề, các yêu cầu kĩ thuật và biểu bản trên bản vẽ.

9. Nghị định số 209/2004/NĐ-CP: Nghị định của chính phủ về quản lí chất lượng công

trình.

10. Vũ Mạnh Hùng – 1999 – Sổ tay thực hành kết cấu công trình – Nhà xuất bản xây

dựng.

11. Hoàng Vĩ Minh – 1999 – Giáo trình Cơ học đất – Trường ĐH Cần Thơ.

12. Nguyễn Văn Liêm – 2000 – Bài giảng nền móng công trình – Trường ĐH Cần Thơ.

13. Võ Bá Tầm – 2003 – Kết cấu bê tông cốt thép (tập 1-2) – ĐH Quốc Gia Tp Hồ Chí

Minh.

14. Phan Tấn Hài, Võ Đình Diệp; Cao Xuân Lương – 2010 – Nguyên lí thiết kế cấu tạo

các công trình kiến trúc – Nhà xuất bản xây dựng.

Documents

NHÀ MÁY GIẤY LEE&MAN VIỆT - dulieu.tailieuhoctap.vndulieu.tailieuhoctap.vn/books/luan-van-de-tai/luan-van-de-tai-cd-dh/... · Và sau 4 năm học tập và rèn luyện, giờ