Đề tài Thiết kế cao ốc văn phòng Etown 3

CHƯƠNG 2 : PHƯƠNG ÁN CỌC ÉP BTCT 1. Chọn kích thước và vật liệu làm cọc: Chọn cọc tiết diện vuông (40´40) cm ; chiều dài cọc 21m, gồm 3 đoạn cọc dài 7m nối lại. Đoạn cọc chôn sâu vào đài 150 mm. Đoạn cốt thép chôn vào đài >= 30d = 600 mm. Vật liệu: bêtông đúc cọc mác 300# có Rn = 130 (kG/cm2) ; cốt thép dọc dùng trong cọc là 4f20( Fa =12.56 cm2), đai f8, thép AI có Rađ = 1800 (kG/cm2). Thép chủ AII có Ra = Rn = 2800(kG/cm2) 2. Kiểm tra cẩu, lắp cọc: 2.1. Trường hợp vận chuyển cọc: Các móc cẩu trên cọc được bố trí ở các điểm cách đầu và mũi cọc những khoảng cố định sao cho moment dương lớn nhất bằng moment âm có trị số tuyệt đối lớn nhất. ihg +Sơ đồ tính : Sơ đồ tính mômen do cẩu lắp. Trọng lượng phân bố của cọc trên 1 m dài : q = n * b * h * gbt =1.1 * 0.4* 0.4 * 2.5 = 0.44 (T/m) Moment cẩu lắp cọc : M = 0.043 ql2 = 0.043 ´ 0.44 ´72 =0.93 (T.m) Diện tích cốt thép dùng cho cẩu lắp: Fa = M/0.9*Rn*ho = 93000/0.9*2800*30 = 1.23 (cm2) < 2f20 (Fa =6.28cm2) 2.2. Trường hợp dựng cọc : Sơ đồ tính mômen dựng cọc. Moment cẩu lắp cọc : M = 0.086* q*l2 = 0.086 * 0.44 *72 =1.85 (T.m) Diện tích cốt thép dùng cho cẩu lắp : Fa = M/0.9*Rn*ho = 185000/0.9*2800*30 = 2.45 (cm2) < 2f20 (6.28 cm2) Tóm lại : ứng với hai trường hợp vận chuyển cọc và dựng cọc , thép chọn 4f18 để cấu tạo cọc là thỏa. 3.Chọn chiều sâu chôn móng: Sơ bộ ta chọn chiều sâu chôn móng h = 2. 5 m so với cao độ mặt đất tự nhiên. 4. Tính sức chịu tải của cọc : 4.1. Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc: Theo TCXD 205-1998: Qvl = j ( Rn.FP + Ra.Fa ) Trong đó : j : hệ số uốn dọc Rn : cường độ chịu nén của bêtông (kG/cm2) . FP : diện tích tiết diện ngang của cọc (cm2) . Ra : cường độ chịu kéo của thép dọc trong cọc (kG/cm2) . Fa : diện tích cốt thép dọc trong cọc (cm2) . Qvl = 1* (2800*12.56 + 130*40*40) = 243.2 (T) 4.2. Sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền: Do cọc đi qua nhiều lớp đất nên: Qtc = m(mR*qp*Ap + uåmfi*fsi *li) Trong đó : m: hệ số làm việc của cọc trong đất (d<0.8m) m = 1. mR,mfi: hệ số làm việc của đất tuỳ thuộc vào phương pháp thi công cọc đóng mR = mfi = 1 Ap: Diện tích tiết diện ngang chân cọc. F = 0.4*0.4 = 0.16 (m2) u: chu vi tiết diện ngang chân cọc . u = 0.4*4 = 1.6 (m) qp: cường độ tính toán của đất dưới mũi cọc.Cát vừa Z = 21(m) Þ qp = 860(T/m2) li : chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc fsi : cường độ tính toán của lớp đất thứ i theo mặt xung quanh cọc +Xác định fi : Chia các lớp li <= 2m Lớp 2: sét pha cát, trạng thái dẻo cứng , B = 1.463 , lớp đất yếu bỏ qua Lớp 3: đất sét màu xám trắng nâu , chia làm 4 lớp , l6= = l8= 2(m), l9 = 1(m) Lớp 4: cát hạt thô vừa ít lẫn sỏi sạn,chia làm 2 lớp ,l10=2(m),l11=0.5 (m) Mặt đất tính toán cách mặt đầt tự nhiên 2.5 (m). Lớp dất Z(m) 12.5 14.5 16.5 18 19.5 20 Số 3 fsi(T/m2) 6.0 6.05 6.41 6.75  7.83  7.97 Số 4 Þ Qtc= {1*860*0.16+1.6*[1*1*6.754+ +1*2(6+6.05+6.412)+ 1*2*7.83+1*0.5*7.83]}= 238.8 (T) Þ Qa = 238.8/1.4 = 170.57(T) Vậy lấy Qa = 170.57(T) vào để tính toán. 5. Thiết kế móng D6: Nội lực tính toán trong móng D6 được lấy từ kết quả tổ hợp nội lực trong khung. Nott = 695.2 (T) Notc = 604.5 (T) Mott= 33.2 (T.m) Motc= 28.8 (T.m) Qott = 18.2(T) Qotc= 15.8(T) 5.1. Xác định sốá lượng cọc trong móng : Aùp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra. Ptt = Qa/(3d)2 = 170.57/(3*0.4)2 = 118.45(T) Diện tích sơ bộ đế đài. Fđ = Nott / ptt-gtb*h*n = 695.2/(118.45-2*2.5*1.1) = 6.15(m2) ( gtb : trị trung bình của trọng lượng riêng đài cọc và đất trên đài h : độ sâu đặt đáy đài) Trong lượng đài và đất trên đài. Nđtt = n* Fđ*h*gtb = 1.1*6.15*2.5*2 = 33.83(T) Lực dọc tính toán xác định ở cốt đế đài. Ntt = Nott + Nđtt = 695.2 + 33.83 = 729.03(T) Số lượng cọc sơ bộ. nttc = Ntt / Qa = 729.03/170.57 = 4.27(cọc) Do có ảnh hưởng của momen nên tăng số lượng cọc lên 1.3 lần nc = 4.27* 1.2 = 5.6(cọc) è chọn 6 cọc Trọng lượng tính toán của đài và đất trên đài. Nđtt = n* Fđ*h*gtb = 1.1*3.4*2.2*2. 5*2 = 41.14 (T) Lực dọc tính toán xác định ở cốt đế đài. Ntt = Nott + Nđtt = 695.2 + 41.14 = 736.34 (T) Lực dọc tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài. Mtt = Mott + Qott*hđ = 33.2 + 18.2*2.5 = 78.7 (Tm) (chọn chiều cao đài cọc hđ = 1.25 m) Lực truyền xuống các cọc dãy biên åxi2 = 4*1.22= 5.76(m2) Pmax = 139.12 (T) Pmin = 106.32 (T) Ptb = 122.72 (T) Trong lượng tính toán của cọc. Pc = 0.4*0.4*21*1.1*2.5 = 9.24 (T) Pttmax = 139.12+9.24 =148.36 (T) < 170.57 (T) Pttmin = 106.32+9.24 = 115.56 (T) > 0 không cần kiểm tra cọc chịu nhổ. 5.2. Kiểm tra ổn định của nền dưới đáy móng khối qui ước: 5.2.1. Xác định kích thước móng quy ước : Xác định jtb : =12.17o Góc truyền lực : Kích thước móng quy ước : LM = L + d + 2H.tga = 3.4 +0.4+2H.tga = 6 (m) BM = B +d + 2H.tga = 2.2 + 0.4+2H.tga =5 (m) Fqư = 6*5 = 30 (m2) Chiều cao móng khối qui ước. HM = 21 (m) 5.2.2. Xác định khối lượng khối móng quy ước: Trọng lượng của khối móng qui ước : N1tc = LM*BM*hm*gtb = 6*5*21*2 = 1260 (T) Lực doc tiêu chuẩn xác định tại đáy móng qui ước Ntc = Notc + Nqưtc = 1260 + 604.5 = 1864.5 (T) Mômen tiêu chuẩn tương ứng với trọng tâm đáy móng qui ước. Mtc = 28.8+15.8*21 = 360.5 (Tm) Độ lệch tâm. e = Mtc/ Ntc = 360.5/1864.5 = 0.193 (m) Aùp lực tiêu chuẩn ở đáy khối qui ước. stcmax = 74.145 (T/m2) stcmin = 50.16 (T/m2) stctb = 62.15 (T/m2) 5.2.3. Xác định áp lực tính toán ở đáy khối móng qui ước: Trong đó: m1,m2-lần lượt là các hệ số điều kiện làm việc của đất nền và hệ số điều kiện làm việc của công trình tác động qua lại với nền đất. Tra bảng : m1 =1.2 ; m2 =1.2 ; ktc = 1 jII = 28.5o Þ A =1.02 ; B =5.08 ; D = 7.53 gII = 1.927(kg/m3) g,II dung trọng bình quân của các lớp đất từ đáy móng qui ước trở lên. cII = 0.018 (T/m2) è RM = (1.1*1.02*4*1.927+ 1.1*5.08*21*1.72 + 3*7.53*0.018) = 294.34 (T/m2) 1.2RM = 1.2*294.34 = 353.2 (T/m2) Vậy các điều kiện đều thoả. stcmax = 74.145 (T/m2) < 1.2RM stctb = 62.15 (T/m2) < RM 5.2.4. Tính toán độ lún nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính. Ưùng suất do trọng lượng bản thân tại các lớp đất. Tại lớp đất thứ 2. sbtz=10 = 1.57*10 = 15.7 (T/m2) Tại lớp đất thứ 3. sbtz=17 = 15.7+7*1.846 = 28.6 (T/m2) Tại mũi cọc. sbtz=19.5 = 28.6+2.5*1.927= 33.4 (T/m2) Ưùng suất gây lún ở khối móng qui ước. sglz=0 = stctb -sbt = 62.15-33.4=28.75 (T/m2) Chia đất nền dưới khối móng qui ước thành các lớp bằng nhau và bằng BM/10 = 5/10 = 0.5 (m) Điểm Độ sâu (m) LM/BM 2z/BM Ko sgl (T/m2) sbt (T/m2) 0.2*sbt (T/m2) 0 0 1.2 0 1 28.750 33.40 6.68 1 0.5 1.2 0.2 0.984 28.290 34.36 6.87 2 1.0 1.2 0.4 0.968 27.830 35.33 7.06 3 1.5 1.2 0.6 0.899 25.840 36.30 7.26 4 2.0 1.2 0.8 0.830 23.863 37.26 7.45 5 2.5 1.2 1 0.741 21.304 38.23 7.65 6 3.0 1.2 1.2 0.652 18.745 39.20 7.84 7 3.5 1.2 1.4 0.574 16.503 40.16 8.03 8 4.0 1.2 1.6 0.496 14.260 41.13 8.23 9 4.5 1.2 1.8 0.437 12.564 42.10 8.42 10 5.0 1.2 2 0.379 10.896 43.06 8.61 11 5.5 1.2 2.2 0.336 9.660 44.02 8.80 12 6.0 1.2 2.4 0.294 8.452 44.98 9.00 Ta thấy tại điểm số 12 có 0.2*szbt = 9 (T/m2) > sgl = 8.452 (T/m2) Vậy chiều sâu hcn = 6(m) từ đáy móng qui ước Độ lún nền: S = = = 0.074 (m) = 7.4 (cm) < Sgh = 8 (cm) 5.3. Tính toán và bố trí cốt thép cho đài cọc: 5.3.1. Kiểm tra chọc thủng: Pcxt = 0.75*Rk*C*ho > Pct Chọn hd = 1.25(m) Vẽ tháp xuyên thủng ta thấy tháp bao trùm ngoài tim cọc nên không cần kiểm tra xuyên thủng 5.3.2. Tính cốt thép cho móng Moment tại ngàm xác định theo công thức : PI phản lực đầu cọc thứ i, rI :khoảng cách từ mặt ngàm đến trục cọc thứ i. Diện tích cốt thép tính theo công thức : Trong đó : M là moment tại tiết diện đang xét . ho là chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đó . Ra : cường độ tính toán của thép . Số liệu tính toán: bêtông mác 300 Rn =130(kg/cm2); Thép AII Ra = 2800 (kg/cm2) Chiều cao đài 1.25 m; lớp bêtông bảo vệ 5 cm. * Moment theo phương I-I : MI-I = r1 (P3 + P6) Trong đó : r1 = 0.825 m P3= P6 = Pmax = 139.12 (T) ® MI-I = 0.825*139.12*2 = 229.55 (Tm) Diện tích cốt thép cần : FaI-I = = (cm2) Chọn 20 thanh f25 a=170 để bố trí ( Fachọn = 98.18cm2); mỗi thanh dài 3.4 m. *Moment theo phương II-II : MII-II = r2 (P1 + P2 +P3) Trong đó : r2 = 0.3 m P1 = 106.32(T) P2= 122.72 (T) P3 = 139.12(T) ® MII-II = 0.3*(106.32+122.72+139.12) = 110.45(Tm) Diện tích cốt thép cần : FaII-II = = (cm2) Chọn 10 thanh f25 a=220 để bố trí ( Fachọn= 49.09 cm2); mỗi thanh dài 2.2 m. 5.4. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang Giả sử đầu cọc ngàm cứng vào đáy đài, do dó đầu cọc chỉ chuyển vị ngang, không chuyển vị xoay Lực ngang H= 18.20(T) Lực ngang tác động lên cọc: H = = = 3.03 (T) Chiều dài ảnh hưởng: Lah = 2(d+1) = 2(0.4+1) =2.8 (m) chỉ qua lớp đất thứ 3 Tra bảng Þ K=662(T/m4) Moment quán tính tiết diện ngang của cọc Độ cứng tiết diện ngang của cọc: Eb I= 2.9100.00213= 6177(Tm2) Chiều rộng quy ước bc của cọc: bc= 1,5d+ 0.5= 1.50.4+ 0.5= 1.1(m) (Theo TCXD 205, khi d≥ 0.8m thì bc=d +1m, và khi d< 0.8m thì bc=1.5d + 0.4m) Hệ số biến dạng Chiều dài tính đđổi của phần cọc trong đđất: le= 0.652*18.5= 12.06(m) → tra bảng G2(TCXD 205-1998) đđược Ao=2.441, Bo=1.621, Co= 1.751 Các chuyển vị δHH, δHM, δMH, δMM của cọc ở cao trình đđỉnh cọc, do các ứng lực đđơn vị đđặt ở cao trình này δHH = δHM = δMH = δMM = Vì đầu cọc ngàm vào đáy đài, dưới tác dụng của lực ngang trên đầu cọc có 1 momen ta gọi là momen ngàm Mf = eMH*Htc/eMM = -6.17X10-4*2.63/4.33X10-4 = -3.75(Tm) Mf = eMH*Htt/eMM = -6.17X10-4*3.03/4.33X10-4 = -4.29(Tm) Chuyển vị ngang yovà góc xoay ψo tại cao trình đỉnh cọc yo= Ho δHH +Mf δHM = 2.63*1.426x10-3- 3.75*6.17x10-4= 1.4310-3(m) < 1 (cm) ψo= Ho δMH +Mf δMM= 3.03*6.17x10-4-4.29*4.35x10-4 = 0 (rad) Áp lực tính toán moment uốn Mz(Tm) theo công thức sau: Trong đó : ze- chiều sâu tính đđổi, ze= αbdz Các gía trị A3,B3,C3,D3 tra trong bảng G3 của TCXD 205-1998 BẢNG GÍA TRỊ MOMEN UỐN DỌC THÂN CỌC z(m) Ze A3 C3 D3 Mz1(Tm) 0.00 0.00 0.000 1.000 0.000 -4.29 0.15 0.10 0.000 1.000 0.100 -3.82 0.46 0.30 -0.005 1.000 0.300 -2.91 0.77 0.50 -0.021 0.999 0.500 -2.04 1.07 0.70 -0.057 0.996 0.699 -1.24 1.38 0.90 -0.121 0.985 0.897 -0.51 1.69 1.10 -0.222 0.960 1.090 0.11 1.99 1.30 -0.365 0.907 1.273 0.66 2.30 1.50 -0.559 0.811 1.437 1.11 2.61 1.70 -0.808 0.646 1.566 1.48 2.91 1.90 -1.118 0.385 1.640 1.78 3.07 2.00 -1.295 0.207 1.646 1.91 3.37 2.20 -1.693 -0.271 1.575 2.14 3.68 2.40 -2.141 -0.949 1.352 2.33 3.98 2.60 -2.621 -1.877 0.917 2.49 4.29 2.80 -3.103 -3.108 -0.197 2.52 4.60 3.00 -3.540 -4.688 -0.891 2.69 5.36 3.50 -3.919 -10.34 -5.854 2.44 6.13 4.00 -1.614 -17.919 -15.076 0.61 Biểu dồ momen uốn dọc thân cọc Dựa vào biểu đồ momen của cọc chịu tải ngang ta có Mmax= 4.29(T.m) Fa = M/0.9*Ra*ho = 429000/0.9*2800*35 = 4.86 (cm2) <2f20(Fa =6.28cm2) Þ Cọc đủ khả năng chịu lực 6. Thiết kế móng C6: Nội lực tính toán trong móng A3 được lấy từ kết quả tổ hợp nội lực trong khung. Nott = 1243.4 (T) Notc = 1081.2 (T) Mott= 35.92 (T.m) Motc= 31.23 (T.m) Qott =15.64 (T) Qotc= 13.26 (T) 6.1. Xác định sốá lượng cọc trong móng : Aùp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra. Ptt = Qa/(3d)2 = 170.57/(3*0.4)2 = 118.45(T) Diện tích sơ bộ đế đài. Fđ = Nott / ptt-gtb*h*n =1243.4/(118.45-2*2.5*1.1) = 11(m2) Trong lượng đài và đất trên đài. Nđtt = n* Fđ*h*gtb = 1.1*11*2.5*2 = 60.5 (T) Lực dọc tính toán xác định ở cốt đế đài. Ntt = Nott + Nđtt = 1243.4 + 60.5 = 1303.9 (T) Số lượng cọc sơ bộ. nttc= Ntt / Qa = 1303.9/170.57 = 7.6 (cọc) Do có ảnh hưởng của momen nên tăng số lượng cọc lên 1.5 lần nc = 7.6*1.5 = 12 (cọc) à chọn 12 cọc Trọng lượng tính toán của đài và đất trên đài. Nđtt = n* Fđ*h*gtb = 1.1*19.89*2.5*2 = 109.4 (T) Lực dọc tính toán xác định ở cốt đế đài. Ntt = Nott + Nđtt = 1243.4 + 109.4 = 1352.8 (T) P = Ntt*1.5/12= 169.1<Qo=170.6 có xét đến sự lệch tâm Lực dọc tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài. Mtt = Mott + Qott*hm = 35.92 + 15.64*2.5 = 75.02 (Tm) (chọn chiều cao đài cọc hm =1.35 m) Lực truyền xuống các cọc dãy biên åxi2 = 6*0.62+6*1.82= 21.6(m2) Pmax = 118.95 (T) Pmin = 106.45 (T) Ptb = 112.7 (T) Trong lượng tính toán của cọc. Pc = 0.4*0.4*21*1.1*2.5 = 9.24 (T) Pttmax = 118.95+9.24 = 128.19 (T) < 170.57 (T) Pttmin = 106.45+9.24 = 115.69 (T) > 0 không cần kiểm tra cọc chịu nhổ. 6.2. Kiểm tra ổn định của nền dưới đáy móng khối qui ước: 6.2.1. Xác định kích thước móng quy ước : Xác định jtb : =12.17 Góc truyền lực : Kích thước móng quy ước : LM = L + d + 2H.tga = 5.1+0.4+2*18.5*tg3.04o = 7.5 (m) BM = B + d + 2H.tga =4.6+0.4+2*18.5*tg3.04o = 7 (m) Fqư = 7.5*7 = 52.5(m2) Chiều cao móng khối qui ước. HM = 21(m) 6.2.2. Xác định khối lượng khối móng quy ước: Trong phạm vi đế đài trở lên N1tc = LM*BM*ho*gtb = 7*7.5*21*2 =2205 (T) Lực doc tiêu chuẩn xác định tại đáy móng qui ước Ntc = Notc + Nqưtc = 1081.2 + 2205 = 3286.2 (T) Mômen tiêu chuẩn tương ứng với trọng tâm đáy móng qui ước. Mtc = 31.23+13.26*21 = 316.83 (Tm) Độ lệch tâm. e = Mtc/ Ntc = 316.83/3286.2 = 0.096(m) Aùp lực tiêu chuẩn ở đáy khối qui ước. stcmax = 67.42 (T/m2) stcmin = 57.78 (T/m2) stctb = 62.6 (T/m2) 6.2.3. Xác định áp lực tính toán ở đáy khối móng qui ước: Trong đó: m1,m2-lần lượt là các hệ số điều kiện làm việc của đất nền và hệ số điều kiện làm việc của công trình tác động qua lại với nền đất. Tra bảng : m1 =1.2 ; m2 =1. ; ktc = 1 jII = 28.5o Þ A =1.02; B =5.08 ; D = 7.53 gII = 1.927(kg/m3) g,II dung trọng bình quân của các lớp đất từ đáy móng qui ước trở lên. cII = 0.018 (T/m2) RM = (1.1*1.02*7*1.927 + 1.1*5.08*1.72*21 + 3*7.53*0.018) = 294.34(T/ m2) 1.2RM = 1.2*294.34 = 353.2 (T/m2) Vậy các điều kiện đều thoả. stcmax = 67.42 (T/m2) < 1.2RM stctb = 62.6 (T/m2) < RM 6.2.4. Tính toán độ lún nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính. Ưùng suất do trọng lượng bản thân tại các lớp đất. Tại lớp đất thứ 2 sbtz=10 = 10*1.57 = 15.7 (T/m2) Tại lớp đất thứ 3. sbtz=17 = 15.7+1.846*7 = 28.6 (T/m2) Tại lớp đất thứ 4. sbtz=13 = 28.6+5*1.927 = 38.24 (T/m2) Ưùng suất gây lún ở khối móng qui ước. sglz=0 = stctb -sbt = 62.6-38.24=24.36 (T/m2) Chia đất nền dưới khối móng qui ước thành các lớp bằng nhau và bằng BM/5 = 7/17 = 0.4 (m) Điểm Độ sâu (m) LM/BM 2z/BM Ko sgl (T/m2) sbt (T/m2) 0.2*sbt (T/m2) 0 0 1.1 0.000 1 24.36 38.24 7.65 1 0.4 1.1 0.114 0.99 24.11 39.01 7.80 2 0.8 1.1 0.228 0.98 23.87 39.80 7.96 3 1.2 1.1 0.342 0.96 23.38 40.60 8.12 4 1.6 1.1 0.456 0.94 22.90 41.40 8.28 5 2.0 1.1 0.570 0.90 21.90 42.20 8.44 6 2.4 1.1 0.684 0.86 20.95 43.00 8.60 7 2.8 1.1 0.798 0.82 19.97 43.80 8.76 8 3.2 1.1 0.912 0.76 18.51 44.57 8.91 9 3.6 1.1 1.026 0.71 17.29 45.34 9.06 10 4 1.1 1.140 0.66 16.07 46.11 9.22 11 4.4 1.1 1.254 0.61 14.86 46.90 9.38 12 4.8 1.1 1.368 0.56 13.64 47.70 9.54 13 5.2 1.1 1.482 0.52 12.66 48.47 9.70 14 5.6 1.1 1.596 0.47 11.45 49.24 9.85 15 6.0 1.1 1.710 0.44 10.72 50.00 10 16 6.4 1.1 1.824 0.41 9.98 50.80 10.16 17 6.8 1.1 1.938 0.37 9.01 51.60 10.32 Ta thấy tại điểm số 16 có 0.2*szg = 9.98 > sgl = 10.16 (T/m2) Vậy chiều sâu hcn = 6.4 (m) từ đáy móng qui ước Độ lún nền: S = = = 0.075 (m) = 7.5 (cm) < Sgh = 8 (cm) 6.3. Tính toán và bố trí cốt thép cho đài cọc: 6.3.1. Kiểm tra chọc thủng: Pcxt = 0.75*Rk*C*ho > Pct Chọn hd = 1.35(m) Vẽ tháp xuyên thủng ta thấy tháp nằm trong tim cọc nên cần kiểm tra xuyên thủng Theo công thức:Pxt≤0.75RkUxtho Trong đó: Pxt =2xPmax =2x118.95=237.9T Uxt = (ac+bc)x2+4ho=(60+75)x2+4x120=990cm =>0.75Uxtho=0.75x10x990x120=891T >237.9 Thỏa điều kiện chọc thủng 6.3.2. Tính thép cho móng Moment tại ngàm xác định theo công thức : PI phản lực đầu cọc thứ i, rI :khoảng cách từ mặt ngàm đến trục cọc thứ i. Diện tích cốt thép tính theo công thức : Trong đó : M là moment tại tiết diện đang xét . ho là chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đó . Ra : cường độ tính toán của thép . Số liệu tính toán: bêtông mác 300 Rn =130(kg/cm2); Thép AII: Ra = 2800 (kg/cm2) Chiều cao đài 1.35 m; lớp bêtông bảo vệ 5 cm. * Moment theo phương I-I : MI-I = (3r1P2 + 3r2P4 ) Trong đó : r1 = 1.8 m r2 = 0.6 P4=Pmax= 118.95(T) P2=Ptb =112.7 ® MI-I = 845.19(Tm) Diện tích cốt thép cần : FaI-I = = (cm2) Chọn 35 thanh f32 a=150 để bố trí ( Fachọn = 294 cm2); mỗi thanh dài 5.1 m. +Moment theo phương II-II : MII-II= r3 (P1 + P2 + P3+P4 ) Trong đó : r3 = 1.2 m P1 = 106.45 (T) P2= P3 =112.7 (T) P4 = 118.95 (T) ® MII-II= 1.2*(106.45+112.7*2+118.95) = 540.96 (Tm) Diện tích cốt thép cần : FaII-II = = (cm2) Chọn 22 thanh f32 a=180 để bố trí ( Fachọn = 185cm2); mỗi thanh dài 3.9 m. 6.4. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang Giả sử đầu cọc ngàm cứng vào đáy đài, do dó đầu cọc chỉ chuyển vị ngang, không chuyển vị xoay Lực ngang H= 13.6(T) Lực ngang tác động lên cọc: H = = = 1.13 (T) Chiều dài ảnh hưởng: Lah = 2(d+1) = 2(0.4+1) =2.8(m) chỉ qua lớp đất thứ 3 Tra bảng Þ K=662(T/m4) Moment quán tính tiết diện ngang của cọc Độ cứng tiết diện ngang của cọc: Eb I= 2.9100.00213= 6177(Tm2) Chiều rộng quy ước bc của cọc: bc= 1,5d+ 0.5= 1.50.4+ 0.5= 1.1(m) (Theo TCXD 205, khi d≥ 0.8m thì bc=d +1m, và khi d< 0.8m thì bc=1.5d + 0.4m) Hệ số biến dạng Chiều dài tính đổi của phần cọc trong đất: le= 0.652*18.5= 12.06(m) → tra bảng G2(TCXD 205-1998) được Ao=2.441, Bo=1.621, Co= 1.751 Các chuyển vị δHH, δHM, δMH, δMM của cọc ở cao trình đỉnh cọc, do các ứng lực đơn vị đặt ở cao trình này: δHH = δHM = δMH = δMM = Vì đầu cọc ngàm vào đáy đài, dưới tác dụng của lực ngang trên đầu cọc có 1 momen ta gọi là momen ngàm Mtcf = eMH*Htc/eMM = -6.2X10-4*1.13/4.3X10-4 = -1.63(Tm) Mttf = eMH*Htt/eMM = -6.2X10-4*1.3/4.3X10-4 = -1.87(Tm) Chuyển vị ngang yovà góc xoay ψo tại cao trình đỉnh cọc yo= Htc δHH +Mtcf δHM = 1.13*1.4x10-3- 1.63*6.2x10-4= 5710-3(m) < 1 (cm) ψo= Htt δMH +Mttf δMM= 1.3*1.4x10-4-1.87*6.2x10-4 = 0 (rad) Áp lực tính toán moment uốn Mz(Tm) theo công thức sau: Trong đó : ze- chiều sâu tính đổi, ze= αbdz Các gía trị A3,B3,C3,D3 tra trong bảng G3 của TCXD 205-1998 BẢNG GiÁ TRỊ MOMEN UỐN DỌC THÂN CỌC z(m) Ze A3 C3 D3 Mz1(Tm) 0.00 0.00 0.000 1.000 0.000 -1.87 0.15 0.10 0.000 1.000 0.100 -1.67 0.46 0.30 -0.005 1.000 0.300 -1.28 0.76 0.50 -0.021 0.999 0.500 -0.91 1.07 0.70 -0.057 0.996 0.699 -0.57 1.38 0.90 -0.121 0.985 0.897 -0.27 1.68 1.10 -0.222 0.960 1.090 -0.021 1.99 1.30 -0.365 0.907 1.273 0.1858 2.30 1.50 -0.559 0.811 1.437 0.35 2.60 1.70 -0.808 0.646 1.566 0.47 2.91 1.90 -1.118 0.385 1.640 0.55 3.07 2.00 -1.295 0.207 1.646 0.583 3.37 2.20 -1.693 -0.271 1.575 0.63 3.68 2.40 -2.141 -0.949 1.352 0.65 3.98 2.60 -2.621 -1.877 0.917 0.67 4.29 2.80 -3.103 -3.108 0.197 0.67 4.60 3.00 -3.540 -4.688 -0.891 0.69 5.37 3.50 -3.919 -10.340 -5.854 0.71 6.13 4.00 -1.614 -17.919 -15.076 0.63 Biểu đồ momen uốn dọc thân cọc Dựa vào biểu đồ momen của cọc chịu tải ngang ta có Mmax= 1.87(T.m) Fa = M/0.9*Rn*ho = 187000/0.9*2800*35 = 2.12 (cm2) < 2f20 (Fa =6.28cm2) Þ Cọc đủ khả năng chịu lực