Đề tài Thiết kế chung cư CT4 - 4 Mễ Trì Hạ – Từ Liêm - Hà Nội

c cặp nội lực nguy hiểm (lớn nhất) Với dầm ta xác định: , , Đối với cột ta xác định: và NTƯ và NTƯ và MTƯ Riêng đối với chân cột ngoài NTƯ ta còn phải tính thêm QTƯ để phục vụ cho việc tính móng. 2) Nguyên tắc tổ hợp - Tổ hợp cơ bản 1: gồm có Tĩnh tải + (Một hoạt tải x hệ số tổ hợp = 1,0) - Tổ hợp cơ bản 2: gồm có Tĩnh tải + (Nhiều hoạt tải x hệ số tổ hợp = 0,9) Trong tổ hợp cơ bản 2 khi tổ hợp hoạt tải gió cần chú ý là khi có hoạt tải gió trái thì không tổ hợp hoạt tải gió phải và ngược lại. Ta tiến hành tổ hợp bằng cách lập bảng .(Được thể hiện trong phụ lục: Tổ hợp nội lực các phần tử khung K3) Chương VI: tính toán và bố trí thép khung K3 Phần thuyết minh tính toán các cấu kiện thuộc khung ( dầm, cột ) được trình bày đại diện cho từng loại. Các phần tử còn lại của từng loại cấu kiện được tính toán với số lượng cần thiết, cụ thể gồm : các dầm thuộc các tầng giống nhau về kích thước, tải trọng được tính cách ba tầng một; các cột thuộc tầng tại vị trí có sự thay đổi về độ cứng theo chiều đứng của công trình (ví dụ tầng4,7, 9); và tất cả các dầm... Để tiện cho việc trình bày và cũng tiện cho việc thay đổi phương án kết cấu khi cần thiết ta lập thành các chương trình đơn giản để tổ hợp nội lực và tính toán kết cấu cho các loại cấu kiện dầm cột qua công cụ EXCEL dưới dạng các bảng tính, được trình bày trong phần phụ lục. I) Tính toán cốt thép cho cột trục A&B (14,17,20,22,23,26,29,31). 1) Các công thức tính toán: Tính độ lệch tâm tính toán: e0 = e01 + eng Trong đó: e01: Độ lệch tâm ban đầu. eng: Độ lệch tâm ngẫu nhiên. + Tính độ lệch tâm ban đầu: + Tính độ lệch tâm ngẫu nhiên: Khi tính toán ngoài độ lệch tâm ban đầu còn phải tính tới độ lệch tâm ngẫu nhiên eng do sai lệch kích thước hình học khi thi công (do cốt thép đặt không chính xác, do bêtông không đồng nhất): eng = 1/25h và không nhỏ hơn 2 cm với cột. Với thanh có tiết diện là (40x70) cm đ eng = 2.8 cm. Tính độ lệch tâm giới hạn : e0gh = 0,4.(1,25.h - a0.h0) Trong đó: h: là chiều cao tiết diện. Bêtông mác 250#, thép A-II có a0 = 0,58; A0 = 0,412. Tính ảnh hưởng của uốn dọc (h): + Theo TCXD41-70 thì các cột nhà nhiều tầng khi số nhịp không ít hơn 2 và tỉ số giữa chiều rộng nhà / chiều cao của nó ³ 1/3 với kết cấu sàn đổ toàn khối thì L0 = 0,7.H (H là chiều cao tầng). Điều kiện này phù hợp với công trình: Chiều rộng nhà là 18.4m, chiều cao nhà là 34.3m đ . Vậy chiều cao tính toán của cột là: L0 = 0,7.3.3 = 2,31 m + Xét tỉ số đ Được phép bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc (h = 1). Tính diện tích cốt thép cần thiết: Với các cột được bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc tính x theo công thức : + Nếu 2a < x < a0.h0 thì tính ngay được: Fa = Fa’ = + Nếu x < 2a thì lấy x = 2a’ vả tính: Fa = Fa’ = Với e’ = e - h0 + a’ và e = he0 + 0,5.h - a + Nếu x > h.e0.h0 đ xảy ra trường hợp lệch tâm bé: Khi h.e0 Ê 0,2.h0 thì x = Khi h.e0 > 0,2.h0 thì x = Nếu e0gh > e0 thì: Fa = Fa’ = Nếu e0gh < e0 thì lấy x = a0.h0 hay A = A0: Fa = Fa’ = 2). Tính toán: Tính toán thanh 14. - Số liệu tính toán: + Chiều dài cột H = 4.7 m; + Kích thước tiết diện b x h = 40 x 80 cm; Tổ hợp nội lực từ bảng nội lực từng phương án được các cặp nội lực nguy hiểm nhất từ các phương án tải: 4,5,6,8. Phần tử M (T.m) N (T) e01 = M/N (cm) eng (cm) e0 = e01 + eng (cm) 14 13.28 -208.03 6.38 3.2 9.58 -20.33 -237.24 8.57 3.2 11.77 -19.25 -261.38 7.36 3.2 10.56 Tính với cặp 1: M = -20.33 T.m và N = -237.24T Kiểm tra độ mảnh : lb = l0 / b = 0,7.470/40 = 8,225 < 31 ; Vậy cột không bị mất ổn định Giả thiết a = a’ = 4 cm đ h0 = 80 - 4 = 76 cm. cm x > a0.h0 = 0,58.76 = 44.08 cm đ Thuộc trường hợp lệch tâm bé: 0,2.h0 = 0,2.76 =15.2 cm > h.e0 = 1x11.77 = 11.77 cm đ Tính x theo công thức: x = h-(1.8+0.5h/ho-1.4a0) h e0 =80-(1.8+0.5x80/76-1.4x0.58)x11.77=63.35 cm e0gh = 0,4.(1,25.h - a0.h0) = 0,4.(1,25x80 - 0,58x76) = 22.67 cm > e0 = 11.77 cm. đ Diện tích cốt thép được tính theo công thức: Fa = Fa’ = e = he0 + 0,5.h - a = 1x11.77 + 0,5x80 - 4 = 47.77cm Fa=Fa’= cm2 Fa, Fa’<0 ta lấy cốt thép cột theo cấu tạo với hàm lượng cốt thép: μ=0.8% =25.6cm2 hay Fa=Fa’=12.8 cm2 *Tương tự ta tính với cặp nội lực 1và 2: Với cặp 2: M=13.28Tm, N=-208.03T tính được Fa=Fa’=-14.79 cm2<0 Như vậy ta lấy cốt thép theo cấu tạo như trường hợp cặp nội lưc 1. Với cặp 3:( M=-19.25Tm, N=261.38T) ta cũng tính ra Fa=Fa’<0 đBố trí cốt thép cấu tạo như với cặp nội lưc 1 Vậy ta chọn 8 Ф20 và 2 Ф16 với μ= 0.91%bố trí đều xung quanh cột. Tính toán thanh17 . - Số liệu tính toán: + Chiều dài cột H = 3.3 m; + Kích thước tiết diện b x h = 40 x 75 cm; Tổ hợp nội lực từ bảng nội lực từng phương án được hai cặp nội lực nguy hiểm nhất . Ta chọn cặp nội lực Phần tử M (T.m) N (T) e01 = M/N (cm) eng (cm) e0 = e01 + eng (cm) 17 15.15 -164.52 9.2 3 12.2 -13.12 -166.9 7.86 3 10.86 - Tính với cặp 2: M = 15.15 T.m và N = -164.52 T. Giả thiết a = a’ = 4 cm đ h0 = 75 - 4 = 71 cm. Kiểm tra độ mảnh : lb = l0 / b = 0,7.330/40 = 5.775 < 31 ; Vậy cột không bị mất ổn định cm x< a0.h0 = 0,58.71 = 41.18 đ Diện tích cốt thép được tính theo công thức: Fa = Fa’ = cm . e = he0 + 0,5.h - a = 1.12,2 + 0,5.75 - 4 = 45.7 cm Fa = Fa’ == cm *Tương tự ta tính với cặp nội lực 2: Với cặp 2: M=-13.12Tm, N=-166.9T tính được Fa=Fa’<0. Fa,Fa’<0 ta lấy cốt thép cột theo cấu tạo với hàm lượng cốt thép: μ=0.8% =24cm2 hay Fa=Fa’=12 cm2 Vậy ta chọn8 Ф20 và2Ф16 với μ= 0.97%bố trí đều xung quanh cột . Việc tính toán các thanh còn lại được thực hiện bằng cách lập bảng trong EXCEL II.Tính toán cốt thép cho dầm tầng . 1) Phần tử 50 Tính toán cốt thép chịu mômen âm. Tính toán với tiết diện hình chữ nhật bxh = (30x70) cm. *.Tại gối bên trái dầm : Từ bảng nội lực từng phương án ta tổ hợp, chọn được cặp nội lực nguy hiểm là: M = -29.21 T.m. , Q=-15.86 T Giả thiết a = 4 cm đ h0 = 70 - 4 = 66 cm. A = < A0 = 0,412 g = 0,5(1+)=0.885 Fa = cm2 Chọn 4Ф25 có Fa=19.63cm2 *.Tại gối bên phải phần tử dầm 50: Từ bảng nội lực từng phương án ta tổ hợp, chọn được cặp nội lực nguy hiểm có M = -28.9 T.m.Q=15.84T Giả thiết a = 4 cm đ h0 = 70 - 4 = 66 cm. A = < A0 = 0,412 g = 0,887 Fa = cm2 Chọn 4Ф25 có Fa=19.63cm2 b) Tính toán cốt thép chịu mômen dương giữa nhịp . Mômen lớn nhất tại điểm giữa phần tử 50: M = 15.07 T.m. Q=-3.84 T - Tính toán cốt thép với tiết diện chữ T có cạnh thuộc vùng nén, bề rộng tính toán là: bc = b + 2.c (c: là độ vươn của sải cánh) 0,1.h = 0,1.70= 7 cm < hc = hSàn = 12 cm. Ta chọn c thoả mãn điều kiện: + c Ê 1/2B0 = 1/2.(390 - 30) = 180 cm + c Ê 1/6lnh = 800/6 = 133.3 cm + c Ê 9.hc = 9.12 = 108 cm đ Chọn c = 108 cm đ bc = 2.108 + 30 = 246 cm. - Giả thiết a = 5 cm đ h0 = 70 - 5 = 65 cm. Tính Mc = Rn.bc.hc.(h0 - 0,5.hc) = 110.246. 12.(65 - 0,5.12) = 19158480 (kg.cm) > M đ Trục trung hoà đi qua cánh. Tính tiết diện chữ T như là tiết diện chữ nhật có kích thước bxh = (210x70) cm. g= 0,5(1+)=0.993 cm2 Chọn 2Ф25 có Fa=9.82cm2 Đặt 2 Ф12 cấu tạo tại giữa chiều cao tiết diện dầm Vậy hàm lượng cốt thép trong dầm là μ= (19.63+9.82+2.26)/30x70=1.51% 2)Phần tử 51 a)Tính toán cốt thép chịu mômen âm. - Tính toán với tiết diện hình chữ nhật bxh = (22x40) cm. *)Tại gối bên phải trái: Từ bảng nội lực từng phương án ta tổ hợp, chọn được cặp nội lực nguy hiểm là: M = - 4.98 T.m.Q=- 4.24T Giả thiết a = 4 cm đ h0 = 40 - 4 = 36 cm. A = < A0 = 0,412 g = 0,5(1+)=0.913 Fa = cm2 Chọn 2Ф20 có Fa=6.28cm2 b) Tính toán cốt thép chịu mômen dương giữa nhịp . - Mômen lớn nhất tại điểm giữa phần tử 51: M = - 0.29 T.m. Q=- 3.12 T - Tính toán với tiết diện hình chữ nhật bxh = (22x40) cm. - Giả thiết a = 4 cm đ h0 = 40 - 4 = 36 cm. g = 0,995 cm2 Chọn 2Ф12 có Fa=2.26cm2 Hàm lượng cốt thép trong dầm là : μ=(6.28+2.28)/22x40=0.97% 3)Phần tử 56 a)Tính toán cốt thép chịu mômen âm. - Tính toán với tiết diện hình chữ nhật bxh = (30x70) cm. *)Tại gối bên trái dầm: Từ bảng nội lực từng phương án ta tổ hợp, chọn được cặp nội lực nguy hiểm là: M = - 29.06 T.m. Q=- 15.76 T Giả thiết a = 4 cm đ h0 =70 - 4 = 66 cm. A = < A0 = 0,412 g = 0,886 Fa = cm2 Chọn 4Ф25 có Fa=19.63cm2 *)Tại gối bên phải phần tử dầm 56: Từ bảng nội lực từng phương án ta tổ hợp, chọn được cặp nội lực nguy hiểm là M = -28.83 T.m. Q=15.62 T Giả thiết a = 5 cm đ h0 = 70 - 5 = 65 cm. A = < A0 = 0,412 g = 0,883 Fa = cm2 Chọn 4Ф25 có Fa=19.63cm2 b)Tính toán cốt thép chịu mômen dương giữa nhịp . - Mômen lớn nhất tại điểm giữa phần tử 56 : M = 14.86 T.m. Q= -3.89 T - Tính toán cốt thép với tiết diện chữ T có cạnh thuộc vùng nén, bề rộng tính toán là: bc = b + 2.c (c: là độ vươn của sải cánh) 0,1.h = 0,1.70 = 7 cm < hc = hSàn = 12 cm. Ta chọn c thoả mãn điều kiện: + c Ê 1/2B0 = 1/2.(390 - 30) = 180 cm + c Ê 1/6lnh = 800/6 = 133.3 cm + c Ê 9.hc = 9.12 = 108 cm đ Chọn c = 108 cm đ bc = 2.108 + 30 = 246 cm. - Giả thiết a = 5 cm đ h0 =70 - 5 = 65 cm. Tính Mc=Rn.bc.hc.(h0 - 0,5.hc) = 110.246. 12.(65 - 0,5.12) =19158480 (kg.cm) > M đ Trục trung hoà đi qua cánh. Tính tiết diện chữ T như là tiết diện chữ nhật có kích thước bxh = (210x70) cm. g = 0,993 cm2 Chọn 2Ф25 có Fa=9.82cm2 Đặt 2 Ф12 cấu tạo tại giữa chiều cao tiết diện dầm Vậy hàm lượng cốt thép trong dầm là μ= (19.63+9.82+2.26)/30x70=1.51% 4)Phần tử 74 a)Tính toán cốt thép chịu mômen âm. - Tính toán với tiết diện hình chữ nhật bxh = (30x70) cm. *) Tại gối bên trái dầm: Từ bảng nội lực từng phương án ta tổ hợp, chọn được cặp nội lực nguy hiểm là: M = -15.16 T.m. Q=-10.58 T Giả thiết a = 4 cm đ h0 = 70 - 4 = 66 cm. A = < A0 = 0,412 g = 0,944 Fa = cm2 Chọn 2Ф25 có Fa=9.82cm2 *) Tại gối bên phải phần tử dầm 74: Từ bảng nội lực từng phương án ta tổ hợp, chọn được cặp nội lực nguy hiểm M = -15.26 T.m. Q=10.63T Giả thiết a = 4 cm đ h0 = 70 - 5 = 65 cm. A = < A0 = 0,412 g = 0,942 Fa = cm2 Chọn 2Ф25 có Fa=9.82cm2 b) Tính toán cốt thép chịu mômen dương giữa nhịp . - Mômen lớn nhất tại điểm giữa phần tử: M = 11.48 T.m. Q= - 2.13T - Tính toán cốt thép với tiết diện chữ T có cạnh thuộc vùng nén, bề rộng tính toán là: bc = b + 2.c (c: là độ vươn của sải cánh) 0,1.h = 0,1.70 =7 cm < hc = hSàn = 12 cm. Ta chọn c thoả mãn điều kiện: + c Ê 1/2B0 = 1/2.(390 - 22) = 180 cm + c Ê 1/6lnh = 800/6 = 133.3 cm + c Ê 9.hc = 9.1 = 108 cm đ Chọn c = 108 cm đ bc = 2.108 + 30= 246 cm. - Giả thiết a = 5 cm đ h0 = 70 - 5 = 55 cm. Tính Mc = Rn.bc.hc.(h0 - 0,5.hc) = 110.246. 12.(65 - 0,5.12) = 19158480 (kg.cm) > M đ Trục trung hoà đi qua cánh. Tính tiết diện chữ T như là tiết diện chữ nhật có kích thước bxh = (210x70) cm. g = 0,995 cm2 Chọn 2Ф20 có Fa=6.28cm2 Đặt 2 Ф12 cấu tạo tại giữa chiều cao tiết diện dầm Vậy hàm lượng cốt thép trong dầm là μ=(9.82+6.28+2.26)/30x70=0.87% Việc tính toán các thanh còn lại được thực hiện bằng cách lập bảng trong EXCEL III. Tính toán cốt đai cho dầm. Số liệu tính toán: Theo tài liệu “ Sàn Bê Tông Cốt Thép ” ta có: + Bê tông M250 có Rn = 110 kG/cm2 ; Rk = 8,8 kG/cm2; + Cốt thép: nhóm AI có Ra = 2300 kG/cm2 ; Rađ = 1800 kG/cm2. Để giảm nhẹ khối lượng tính toán và tiện lợi trong thi công, ta tính toán và bố trí cốt đai như nhau cho những thanh có tiết diện như nhau, sử dụng lực cắt lớn nhất. Vì vậy ta chỉ cần tính cốt đai cho các dầm tầng 1 rồi bố trí cho cả 8 tâng còn lại. 2. Tính cốt đai dầm phần tử 50 (l = 8 m). Tính cốt đai tại gối. Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra cặp nội lực có lực cắt lớn nhất : Qmax = - 18.46 T Dầm có tiết diện (30x70) cm. Kiểm tra điều kiện hạn chế: Qmax = 18460 < k0.Rn.b.h0 = 0,35.110.30.65 = 75075 kG Kiểm tra điều kiện tính toán: Qmax > k1.Rk.b.h0 = 0,6.8,8.30.65 = 10296kG đKhông Phải tính toán cốt đai chịu cắt. Chọn cốt đai f6 n=2, fđ = 0,283 cm2. Khoảng cách bố trí của cốt đai là giá trị Ê giá trị nhỏ nhất trong ba giá trị utt, umax, uct: + Khoảng cách cốt đai tính toán utt: utt = Rađ.n.fđ. cm + Khoảng cách cốt đai max umax được tính theo công thức: umax = cm + Khoảng cách cốt đai cấu tạo: uct = ẵ1/3h = 70/3 =23.3 cm và 30cmẵ = 23.3 cm đ Chọn lại cốt đai f6 a200, n = 2. (dễ thi công) Tính toán cốt đai giữa nhịp. Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra cặp nội lực có lực cắt lớn nhất : Qmax = 6.08 T Dầm có tiết diện (30x70) cm. Kiểm tra điều kiện hạn chế: Qmax = 6080 < k0.Rn.b.h0 = 0,35.110.30.65 = 75075 kG Kiểm tra điều kiện tính toán: Qmax < k1.Rk.b.h0 = 0,6.8,8.30.65 = 10296 kG đ Không phải tính toán cốt đai . Chọn cốt đai f6 n=2, fđ = 0,283 cm2. Khoảng cách bố trí của cốt đai lấy theo cấu tạo uct: + Khoảng cách cốt đai cấu tạo: uct = ẵ3/4h = 70.3/4 =52.5cm và 50cmẵ = 50 cm đ Chọn lại cốt đai f6 a200, n = 2. IV. Tính toán cốt treo. Tại vị trí dầm phụ kê lên dầm chính nhịp: A-B; C-D ta cần gia cường cốt treo cho dầm chính . Từ bảng tải trọng tập trung xác định được tải trọng tập trung do dầm phụ (Tiết diện 150x300) truyền lên dầm chính là : + Tĩnh tải: Q3 = 6500 kG. + Hoạt tải: P2 = 1483 kG. + Tổng cộng: P = 7983 kG. - Cốt treo được đặt dưới dạng cốt đai, diện tích cần thiết là: Fa = cm2 - Dùng đai f6 hai nhánh thì số lượng đai cần thiết là : đai. đ Đặt 8 đai f6 a70, n = 4 mỗi bên, trong đoạn :h1=hdc-hđp=70-40=30 (cm). V. tính toán cốt đai cho cột. 1. Cơ sở tính toán *) Điều kiện cốt đai: + Đường kính d ≥ 5 mm; + d ≥ 0,25dmax; + Khoảng cách u Ê 15dmin; + Khoảng cách u Ê 10dmin(mt>3%) *) Với cột trục A, B,C,D: + Đường kính d ≥ 5 mm; + d ≥ 0,25dmax= 0,25.25 = 6.25 mm; + Khoảng cách u Ê 15dmin = 15.16 = 240 mm; + Khoảng cách u Ê 10dmin = 10.16 = 160 mm. Chọn đai f8, khoảng cách u = 150 mm. 2. Tính toán cho một số phần tử có Qmax (phần tử15) Từ bảng tổ hợp nội lực chọn ra cặp nội lực có lực cắt lớn nhất là: Qmax = 6.43 T Cột có tiết diện (40x80) cm. - Kiểm tra điều kiện hạn chế: Qmax = 6.43 < k0.Rn.b.h0 = 0,35.110.40.76 = 117040 kg(117 T) - Kiểm tra điều kiện tính toán: Qmax = 6.43 < k1.Rk.b.h0 = 0,6.8,8.40.76 = 16051,2 kg(16.05T) đ Không phải tính toán cốt đai chịu cắt. Chọn cốt đai f8 n=2, fđ = 0,503 cm2. Khoảng cách bố trí của cốt đai là giá trị Ê giá trị nhỏ nhất trong ba giá trị utt, umax, uct: + Khoảng cách cốt đai tính toán utt: utt = Rađ.n.fđ. cm + Khoảng cách cốt đai max umax được tính theo công thức: umax = cm + Khoảng cách cốt đai cấu tạo: uct = min(15fmin= 15.1,6 =24cm và 30cm) = 24 cm. uct = min(10fmin= 10.1,6 =16cm và 30cm) = 16 cm. (mt>3%) Chọn đai f8, khoảng cách u = 150 mm. (mt>3%) Riêng trong phạm vi vùng nút khung kể từ điểm cách mép trên và mép dưới của dầm một đoạn l1(l1>80; 260/6=43,33; 45cm) ta bố trí cốt đai dày hơn khoảng cách giữa chúng không lớn hơn 100mm. Vậy ta chọn cốt đai f8 a100, n = 2. Chương VII: tính toán móng trục 7 I. ẹIEÀU KIEÄN ẹềA CHAÁT COÂNG TRèNH. * ẹaởc ủieồm neàn ủũa chaỏt coõng trỡnh. Theo “Baựo caựo keỏt quaỷ khaỷo saựt ủũa chaỏt coõng trỡnh “ Chung cử CT4-4 Meó Trỡ Haù –Tửứ Lieõm-Haứ Noọi“giai ủoaùn phuùc vuù thieỏt keỏ thi coõng” : Khu ủaỏt xaõy dửùng tửụng ủoỏi baống phaỳng, cao ủoọ trung bỡnh cuỷa maởt ủaỏt + 9,3m ủửụùc khaỷo saựt baống phửụng phaựp khoan, xuyeõn túnh. Tửứ treõn xuoỏng goàm caực lụựp ủaỏt chieàu daứy ớt thay ủoồi trong maởt baống : + Lụựp 1 : ẹaỏt laỏp, daứy trung bỡnh : 0,9 m. + Lụựp 2 : Seựt nhaừo, daứy trung bỡnh : 6,2 m. + Lụựp 3 : AÙ Seựt, daứy trung bỡnh : 4,8 m. + Lụựp 4 : AÙ Caựt, daứy trung bỡnh : 6,6 m. + Lụựp 5 : Caựt haùt trung chieàu daứy chửa keỏt thuực trong phaùm vi hoỏ khoan saõu 35m. Mửùc nửụực ngaàm gaởp ụỷ ủoọ saõu trung bỡnh 1,9 m so vụựi maởt ủaỏt. Baỷng chổ tieõu cụ hoùc, vaọt lyự caực lụựp ủaỏt : TT Teõn lụựp ủaỏt g (KN/m3) g (KN/m3) W (%) WL (%) WP (%) cII (kPa) qc (kPa) E (kPa) 1 ẹaỏt laỏp 15 - - - - - - - - 2 Seựt nhaừo 18,5 26,8 33,2 36 22 16 10 1610 10000 3 AÙ Seựt 19 26,6 31 35 27 18 18 1080 10200 4 AÙ Caựt 20,5 26,6 18 21 15 22 20 10900 9500 5 Caựt haùt trung 19,5 26,6 20 - - 37 - 9600 34000 II. ẹAÙNH GIAÙ ẹIEÀU KIEÄN ẹềA CHAÁT COÂNG TRèNH. + Lụựp 1 : ẹaỏt laỏp, daứy trung bỡnh 0,9 m, ủaỏt yeỏu. + Lụựp 2 : Seựt nhaừo, daứy trung bỡnh laứ 6,2 m, coự ủoọ seọt : Ta thaỏy 0,75 Ê IL Ê 1 ẹaỏt ụỷ traùng thaựi deỷo coự moõ ủun bieỏn daùng E = 10000 kPa laứ ủaỏt trung bỡnh. (KN/m3). + Lụựp 3 : AÙ seựt, daứy trung bỡnh 4,8 m. coự ủoọ seọt : Ta thaỏy 0,25 Ê IL Ê 0,5 ẹaỏt ụỷ traùng thaựi deỷo cửựng coự moõ ủun bieỏn daùng E = 10200 kPa laứ ủaỏt trung bỡnh. (KN/m3). + Lụựp 4 :AÙ Caựt , chieàu daứy trung bỡnh 6,6 m. coự ủoọ seọt : Ta thaỏy 0Ê IL Ê 1 ẹaỏt ụỷ traùng thaựi deỷo cửựng coự moõ ủun bieỏn daùng E = 9500kPa laứ ủaỏt trung bỡnh. (KN/m3). + Lụựp 5 : Caựt haùt trung, chieàu daứy chửa keỏt thuực trong phaùm vi hoỏ khoan saõu 35m. 0,6 Ê e Ê 0,75, caựt chaởt vửứa , E = 34000, ủaỏt toỏt. (KN/m3). III. NHIEÄM VUẽ ẹệễẽC GIAO. -Thieỏt keỏ moựng dửụựi coọt truùc A : (M1). -Thieỏt keỏ moựng dửụựi coọt truùc B&C : (M2). IV. Chọn phương án nền móng: 1) Phương án móng nông. Với tải trọng truyền xuống chân cột khá lớn (N=261T) , đối với lớp đất lấp có chiều dày trung bình 0,9m khả năng chịu lực và điều kiện biến dạng không thoả mãn. Lớp đất thứ hai ở trạng thái dẻo nhão, lại có chiều dày không lớn nên không thể làm nền, vì không thoả mãn điều kiện biến dạng.Vì đây là công trình cao tầng đòi hỏi có lớp nền có độ ổn định cao. Vậy với phương án móng nông không là giải pháp tối ưu để làm móng cho công trình này. 2) Phương án móng cọc.(cọc ép) -Đây là phương án phổ biến ở nước ta cho nên thiết bị thi công cũng có sẵn. -Ưu điểm : +Thi công êm không gây chấn động các công trình xung quanh, thích hợp cho việc thi công trong thành phố. +Chịu tải trọng khá lớn ,đảm bảo độ ổn định công trình, có thể hạ sâu xuống lớp đất thứ năm là lớp cát hạt trung ở trạng thái chặt vừa tương đối tốt để làm nền cho công trình. +Giá thành rẻ hơn cọc nhồi. +An toàn trong thi công -Nhược điểm : +Bị hạn chế về kích thước và sức chịu tải cọc (<cọc nhồi) +Trong một số trường hợp khi gặp đất nền tốt thì rất khó ép cọc qua để đưa đến độ sâu thiết kế +Độ tin cậy ,tính kiểm tra chưa cao (Mối nối cọc nhiều có thể làm giảm khả năng chịu tải cọc) +Có thể gây ảnh hưởng đối với công trình lân cận. 3)Phương án cọc khoan nhồi. -Ưu điểm : +Chịu tải trọng lớn +Độ ổn định công trình cao +Không gây chấn động và tiếng ồn -Nhược điểm : +Khi thi công việc giữ thành hố khoan khó khăn +Giá thành thi công khá lớn +ảnh hưởng tới môi trường. Cọc khoan nhồi thường dùng những công trình có tầm quan trọng lớn. Đối với công trình này không cần sử dụng phưong án cọc khoan nhồi để làm móng cho công trình. *) Kết luận: Nhìn vào các phương án trên và điều kiện địa chất thuỷ văn ta thấy:Với tải trọng công trình lớn có thể sử dụng phương án cọc ép làm nền móng cho công trình. Cọc được cắm vào lớp đất thứ 5 là lớp cát hạt trung là lớp đất tương đối tốt để làm nền cho công trình. Giải pháp này vừa an toàn , hiệu quả và kinh tế nhất. Vậy phương pháp móng cọc là phương án tối ưu nhất cho công trình. Tra baỷng TCXD 45 –78 (Baỷng 3-5 “Hửụựng daón ủoà aựn neàn moựng “ 1996 coự : + ẹoọ luựn tuyeọt ủoỏi giụựi haùn : Sgh = 8 cm. + ẹoọ luựn leọch tửụng ủoỏi giụựi haùn : D Sgh = 0,001. V. THIEÁT KEÁ MOÙNG DệễÙI COÄT TRUẽC A (M1). Thieỏt keỏ moựng coùc cho daừy truùc A nhaứ khung BTCT coự tửụứng cheứn. Tieỏt dieọn coọt 0,4´0,8 m, coỏt ± 0,00 ụỷ trong nhaứ cao hụn phớa ngoaứi nhaứ 0,4 m. Phớa ngoaứi nhaứ toõn cao 0,4 m so vụựi maởt ủaỏt khi khaỷo saựt. 1. Taỷi troùng taực duùng taùi chaõn coọt Noọi lửùc tớnh toaựn chaõn coọt (ủổnh moựng) coự keồ theõm troùng lửụùng baỷn thaõn coọt ta có: N = 261 (T) M = 19,25 (T.m) Q = 6,76 (T) Choùn daàm giaống h = 45 cm, b = 22 cm, cột ủổnh daàm giaống -0,35 m Troùng lửụùng giaống : G1 = 0,45´0,22´( +4)´2,5´1,1 = 2,15 (T). Taàng 1 khung truùc 3 khoõng xaõy tửụứng ngaờn beõn trong nhaứ. Vaọy noọi lửùc tớnh toaựn ụỷ ủổnh moựng keồ caỷ troùng lửụùng coọt taàng 1 , giaống moựng laứ : N0tt =261+2,15= 270,74 (T) = 2707,4KN M0tt = 19,25 (T.m) = 193 KN.m Q0tt = 6,76 (T) = 67,6 KN 2. Choùn coùc vaứ ủaứi coùc Cốt ngoaứi nhaứ cao hụn cốt maởt ủaỏt khi khaỷo saựt 0,4 m. Chọn hmđ > hmin (Tuỳ thuộc vào độ lớn lực ngang Qo). Tính hmin – chiều sâu chôn móng yêu cầu nhỏ nhất. hmin = 0,7.tg(450-j/2). Trong đó : Q là tổng các lực ngang Q=67,6 KN g’ là dung trọng tự nhiên của lớp đất đặt đài g’ = 18.5 KN b là bề rộng đài chọn sơ bộ b= 1,5 m j là góc masát trong j=16o Thay số hmin =0,816 m Do yêu cầu kiến trúc chọn hđ =1,6 m Choùn chieàu cao ủaứi coùc hủ = 0,8 m, cốt đáy ủaứi -1,6 m. Choùn coùc BTCT cheỏ taùo saỹn tieỏt dieọn 25´25 cm beõ toõng maực 250, theựp doùc chũu lửùc 4f18 AII. Lieõn keỏt coùc vaứo ủaứi baống caựch phaự vụừ ủaàu coùc cho trụ coỏt theựp doùc ra moọt ủoaùn laứ 0,50 m, vaứ choõn ủoaùn coùc coứn nguyeõn daứi 10 cm vaứo ủaứi, muừi coùc caộm saõu vaứo lụựp ủaỏt 5 moọt ủoaùn 2,7 m. Toồng chieàu daứi coùc lC = 0,45+0,15 + 0,1 +6,2+4,8+6,6+2,7 = 21 m. Noỏi tửứ 3 ủoaùn daứi 7 m 3. Xaực ủũnh sửực chũu taỷi cuỷa coùc a. Theo vaọt lieọu laứm coùc. Pv = j.(Rb.Fb + Ra.Fa ). Pv = 1´( 11000´0,25´0,25 + 280000´10,18´10-4 ) = 972.54 KN. b. Theo keỏt quaỷ xuyeõn túnh. P’x = Pmuừi + Pxq Pmuừi = qp ´ F – sửực caỷn phaự hoaùi cuỷa ủaỏt ụỷ muừi coùc. qp = K´qc : sửực caỷn phaự hoaùi cuỷa ủaỏt ụỷ chaõn coùc. Pxq = - sửực caỷn phaự hoaùi cuỷa ủaỏt ụỷ toaứn boọ thaứnh coùc qsi = : Lửùc caỷn thaứnh ủụn vũ cuỷa coùc ụỷ lụựp ủaỏt thửự i coự chieàu daứy hi Caực heọ soỏ ai , K ủửụùc tra trong baỷng 6-10 saựch “Hửụựng daón ủoà aựn neàn moựng “ 1996 + Lụựp ủaỏt seựt nhaừo daứy trung bỡnh h2 = 6,2 m coự qc = 1610 KPa, tra baỷng (6-10) ủửụùc a2 = 30 : qs2 = = 53,7KPa + Lụựp ủaỏt AÙ Seựt daứy trung bỡnh h3 = 4,8 m coự qc = 1080 KPa, tra baỷng 6-10 ủửụùc a3 = 30 : qs3 = = 36 KPa + Lụựp ủaỏt AÙ caựt daứy trung bỡnh h4 = 6,6 m coự qc = 10900 KPa, tra baỷng 6-10 ủửụùc a4 = 150 : qs3 = = 72,67 KPa + Lụựp Ù caựt haùt trung coự chieàu daứy chửa keỏt thuực trong phaùm vi hoỏ khoan saõu 35m coự qc = 9600 KPa, tra baỷng 6-10 ủửụùc a5 = 180 : qs4 = = 53,3 KPa + Sửực caỷn phaự hoaùi cuỷa ủaỏt ụỷ chaõn coùc : qp = K´ qc = 0,4´9600 = 3840 KPa ị P’x = 0,0625´3840 + 4´0,25(53,7´6,2 +36´4,8 + 72,67´6,6+53,3x2,7) = 240 + 1129,27 = 1339,27KN Ta coự P’x = 1339,27 KN. Taỷi troùng cho pheựp taực duùng xuoỏng coùc : Px = = = 567,9 KN. Px< Pv Vaọy ta ủửa Px = 550 KN vaứo tớnh toaựn. 4. Xaực ủũnh soỏ lửụùng coùc vaứ boỏ trớ coùc cho moựng AÙp lửùc tớnh toaựn giaỷ ủũnh taực duùng leõn ủaứi do phaỷn lửùc ủaàu coùc gaõy ra: Ptt = KPa. Dieọn tớch sụ boọ cuỷa ủaứi : Fủ = m2. Xaực ủũnh troùng lửụùng cuỷa ủaứi vaứ ủaỏt treõn ủaứi : Nủtt = n.Fsb.h.gtb = 1,1´2,87´1,6´20 = 101,6KN. Lửùc doùc tớnh toaựn xaực ủũnh ủeỏn coỏt ủeỏ ủaứi: Ntt = (2707.4 + 101,6) = 2809KN. Soỏ lửụùng coùc sụ boọ tớnh theo coõng thửực: nc = ( coùc ). Moựng chũu taỷi leọch taõm neõn ta choùn soỏ coùc cho moọt moựng M1 laứ 6 coùc, boỏ trớ nhử hỡnh veừ : Vaọy dieọn tớch ủeỏ ủaứi thửùc teỏ: F = 1,5 ´ 2,5 = 3,75 m2. Troùng lửụùng tớnh toaựn cuỷa ủaứi vaứ ủaỏt treõn ủaứi laứ : Nủ = n.F.h.gtb = 1,1 ´ 3,75 ´ 1,6 ´ 20 = 132 KN. Lửùc doùc tớnh toaựn xaực ủũnh taùi coỏt ủeỏ ủaứi : Ntt = (2707.4 + 132) = 2839.4 KN. Moõmen tớnh toaựn tửụng ửựng vụựi troùng taõm dieọn tớch tieỏt dieọn caực coùc taùi ủeỏ ủaứi : Mtt = M0tt + Qtt´h = 193 – 67.6´0,8 = 139 KN.m Lửùc doùc truyeàn xuoỏng caực coùc: Pmaxtt = 508 KN. Pmintt = 438 KN. Ptbtt = 473 KN. Pmintt = 438 KN > 0 ị Khoõng caàn kieồm tra ủieàu kieọn choỏng nhoồ. 5.Tính toán kiểm tra cọc a) Kiểm tra cọc trong giai đoạn thi công: *Khi vận chuyển cọc : tải trong phân bố q=g.F.n Trong đó: n là hệ số động, n=1.4 q=2.5x0.25x0.25x1.4=0.22 T/m Gọi a là đoạn từ đầu cọc đến móc cẩu. Chọn a sao cho M+=M- ị a=0.207lc=1.5 m Mmax = 0.248 Tm * Trường hợp treo cọc lên giá búa: Mmax = 0.387 Tm * Tính toán cốt thép Lấy M=0.387 Tm để tính Lấy lớp bảo vệ của cọc là a,=3cm ị chiều cao làm việc của cốt thép là: h0=25-3=22 cm ị Fa= m2 = 0.7 cm2 Cốt thép chịu lực của cọc là 4f 16. Cọc đủ khả năng chịu tải khi vận chuyển, cẩu lắp với cách bố trí móc cẩu cách đầu mút 1.5m. -Tính toán cốt thép làm móc cẩu Momen âm tại gối M = 0.248 Tm Fmc= m2= 0.45 cm2 Chọn 2f12 có Fa=2.2 cm2 b) Trong giai đoạn sử dụng Pmin+qc >0 ị các cọc đều chịu nén. ị Kiểm tra Pnén = Pmax+qc ≤ [P] Trọng lượng tính toán của cọc: qc= 2.5a2lc1.1 2.5x0.25x0.25x7x1.1=1.2 T= 12 KN Pnén= 508 +12 =520 KN <[P] =550 KN Vậy tất cả các cọc đều đủ khả năng chịu lực và bố trí như trên là hợp lý. 6. Tớnh toaựn ủoọ beàn vaứ caỏu taùo coùc ủaứi +Duứng beõtoõng ủaự 1´2 maực 250 coự Rn = 11000 KPa; Rk = 880 KPa +theựp AII coự Ra = 280000 KPa +Chieàu cao ủaứi coùc ủaừ choùn laứ 0,8 m. Chieàu cao ủaứi coùc ủửụùc xaực ủũnh theo ủieàu kieọn ủaõm thuỷng : veừ thaựp ủaõm thuỷng như hình vẽ. Điều kiện : Pđt≤ Pcđt