Công trình được xây dựng tại TP.Hải Phòng, công trình được xây dựng trong khu vực trung tâm thành phố Hải Phòng. Công trình thiết kế kiến trúc nhằm đảm bảo là nơi sinh sống, đáp ứng đầy đủ các nhu cầu sống hiện, tiện nghi nhất phù hợp với thu nhập trung bình của người dân. Công trình là một khối nhà cao 9 tầng, tạo hình nhà ghép khối đơn giản. Khuôn viên bên ngoài gồm hệ thống cây xanh bao bọc bên ngoài đảm bảo môi trường không khí trong lành cho người sinh sống. Tầng 1 có hệ thống siêu thị đảm bảo đầy đủ nhu cầu hằng ngày cho người dân. Tầng 1 có bãi để xe rộng đảm bảo vấn đề đặt chỗ cho các phương tiện đi lại.Hình 12. Hình chiếu đứng chính của toàn nhà chính+ Tầng 2 đến 9 , mỗi tầng gồm 8 căn hộ tiện nghi, mỗi căn có 2 phòng ngủ , 1 phòng khách , nhà vệ sinh đầy đủ , mỗi căn có 1 ban công.+ Hành lang rộng rãi, giao thông chiều đứng có thang máy 3 cửa , giao thông chiều ngang có 2 cầu thang bộ , có bố trí lỗ đổ rác sát phòng bếp.+ Các phòng chính được bố trí chủ yếu theo hướng Bắc –Nam , phù hợp với khí hậu Việt Nam+ Về nội bộ công trình , các phòng đều có cửa sổ thông gió trực tiếp . Trong mỗi phòng ở đều bố trí các quạt hoặc điều hoà để thông gió nhân tạo về mùa hè.+ Chiếu sáng : Kết hợp chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo trong đó chiếu sáng nhân tạo là chủ yếu.+ Về chiếu sáng tự nhiên : Các phòng chủ yếu được lấy ánh sáng tự nhiên thông qua hệ thống cửa sổ được bố trí trong các phòng ở.+ Về chiếu sáng nhân tạo : Được tạo ra từ hệ thống bóng điện lắp trong các phòng và tại hành lang , cầu thang bộ.
THIẾT KẾ NHÀ DD&CN Chương : GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Điều kiện xây dựng cơng trình 1.1.1 : Giới thiệu cơng trình Tên cơng trình: chung cư MK23 Hình 1-1 Tổng mặt cơng trình 1.1.2 Vị trí địa lý điều kiện tự nhiên khu đất xây dựng: - Chung cư MK23 - Minh Khai - Hồng Bàng - Hải Phịng - Vị trí giới hạn: + Khối nhà tầng bố trí nằm trung tâm khu đất, có bên bao bọc + Vị trí bên trái khối nhà cịn có sân tennis với bể bơi - Điều kiện địa hình: Mặt khu đất xây dựng phẳng, có nhiều điểm nhìn đẹp, khơng có cơng trình ngầm qua, hệ thống nước có nằm sát bên vỉa hè - Điều kiện địa chất: + Lớp 1: Đất lấp-xốp (rất rời) dày 1,2m , thành phần cát, bê tông, gạch vỡ, xỉ… + Lớp 2: Đất bùn sét - chảy (nhão) dày 2,3m + Lớp 3: Đất bùn sét pha - chảy (nhão) dày 3m + Lớp 4: Đất bùn sét - chảy (nhão) dày 3m + Lớp 5: Đất bùn sét pha - chảy (nhão) dày 1,7m THIẾT KẾ NHÀ DD&CN + Lớp 6: Đất sét - dẻo nhão (dẻo chảy) dày 12,8m + Lớp 7: Đất sét - dẻo nhão (dẻo chảy) dày 4m + Lớp 8: Đất sét - dẻo nhão (dẻo chảy) dày 1,8m + Lớp 9: Đất sét - dẻo mềm dày 8,7m + Lớp 10: Đất sét pha – dẻo mềm dày 1,7m + Lớp 11: Đất sét pha – dẻo mềm dày 5,8m + Lớp 12: Đất sét pha – dẻo mềm dày 2,4m + Lớp 13: Đất đá phong hóa – cứng dày 6,1m - Mực nước ngầm gặp độ sâu trung bình 3m kể từ mặt đất thiên nhiên - Điều kiện khí hậu: Cơng trình chịu ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới ẩm khí hậu đặc trưng nước ta 1.1.3 Điều kiện kinh tế-xã hội khu đất xây dựng : - Công trình xây dựng TP.Hải Phịng, cơng trình xây dựng khu vực trung tâm thành phố Hải Phịng - Cơng trình thiết kế kiến trúc nhằm đảm bảo nơi sinh sống, đáp ứng đầy đủ nhu cầu sống hiện, tiện nghi phù hợp với thu nhập trung bình người dân - Cơng trình khối nhà cao tầng, tạo hình nhà ghép khối đơn giản - Khn viên bên ngồi gồm hệ thống xanh bao bọc bên đảm bảo mơi trường khơng khí lành cho người sinh sống - Tầng có hệ thống siêu thị đảm bảo đầy đủ nhu cầu ngày cho người dân - Tầng có bãi để xe rộng đảm bảo vấn đề đặt chỗ cho phương tiện lại Hình 1-2 Hình chiếu đứng tồn nhà THIẾT KẾ NHÀ DD&CN + Tầng đến , tầng gồm hộ tiện nghi, có phịng ngủ , phịng khách , nhà vệ sinh đầy đủ , có ban công + Hành lang rộng rãi, giao thông chiều đứng có thang máy cửa , giao thơng chiều ngang có cầu thang , có bố trí lỗ đổ rác sát phịng bếp + Các phịng bố trí chủ yếu theo hướng Bắc –Nam , phù hợp với khí hậu Việt Nam + Về nội cơng trình , phịng có cửa sổ thơng gió trực tiếp Trong phịng bố trí quạt điều hồ để thơng gió nhân tạo mùa hè + Chiếu sáng : Kết hợp chiếu sáng tự nhiên chiếu sáng nhân tạo chiếu sáng nhân tạo chủ yếu + Về chiếu sáng tự nhiên : Các phòng chủ yếu lấy ánh sáng tự nhiên thông qua hệ thống cửa sổ bố trí phịng + Về chiếu sáng nhân tạo : Được tạo từ hệ thống bóng điện lắp phịng hành lang , cầu thang 1.2 Phương án dự trù kết cấu Cơng trình bao gồm hệ thống lưới cột , dầm liên kết , nên ta chọn ta chọn hệ kết cấu khung chịu lực Với cơng trình cao tầng hệ kết cấu làm tăng độ cứng cơng trình , hạn chế chuyển vị ngang tạo yên tâm cho người sử dụng Lưới cột bố trí theo kiến trúc Do nhà có L1/L2 < nên ta chọn cột có tiết diện hình vng để đảm bảo khả chịu lực THIẾT KẾ NHÀ DD&CN Chương :GIẢI PHÁP KẾT CẤU 2.1 Chọn phương án kết cấu 2.1.1 Đặc điểm thiết kế kết cấu nhà cao tầng Thiết kế kết cấu nhà cao tầng so với thiết kế kết cấu nhà thấp tầng vấn đề chọn giải pháp kết cấu có vị trí quan trọng Việc chọn hệ kết cấu khác có liên quan đến vấn đề bố trí mặt , hình thể khối đứng , độ cao tầng , thiết bị điện , đường ống , yêu cầu vẽ kĩ thuật thi công , tiến độ thi công , giá thành cơng trình Đặc điểm chủ yếu nhà cao tầng : Tải trọng ngang : Tải trọng ngang bao gồm : áp lực gió động đất nhân tố chủ yếu thiết kế kết cấu Nhà phải đồng thời chịu tác động tải trọng đứng tải trọng ngang Trong kết cấu nhà thấp tầng , ảnh hưởng tải trọng ngang sinh nhỏ , nói chung bỏ qua Theo tăng lên độ cao , nội lực chuyển vị tải trọng ngang sinh tăng lên nhanh Chuyển vị ngang : Dưới tác dụng tải trọng ngang , chuyển vị ngang cơng trình cao tầng vấn đề cần quan tâm Cũng , xem cơng trình cơng xơn ngàm cứng mặt đất chuyển vị tải trọng ngang tỷ lệ thuận với luỹ thừa bậc chiều cao Chuyển vị ngang công trình làm tăng thêm nội lực phụ tạo độ lệch tâm cho lực tác dụng thẳng đứng , làm ảnh hưởng đến tiện nghi người làm việc cơng trình , làm phát sinh nội lực phụ sinh rạn nứt kết cấu cột , dầm , tường , làm biến dạng hệ htống kĩ thuật đường ống nước , đường điện Chính thiết kế cơng trình nhà cao tầng khơng quan tâm đến cường độ cấu kiện mà quan tâm đến độ cứng tổng thể cơng trình cơng trình chịu tải trọng ngang Giảm trọng lượng thân : Cơng trình cao , trọng lượng thân lớn bất lợi mặt chịu lực Trứơc hết , tải trọng đứng từ tầng truyền xuống tầng làm cho nội lực dọc cột tầng lớn lên , tiết diện cột tăng lên vùa tốn vật liệu làm cột ,vừa chiếm không gian sử dụng tầng , tải trọng truyền xuống kết cấu móng lớn phải sử dụng loại kết cấu móng có khả chịu tải cao tăng chi phí cho cơng trình Mặt khác trọng lượng thân lớn , làm tăng tác dụng tải trọng động tải trọng gió động , tải trọng động đất Đây loại tải trọng nguy hiểm thường quan tâm thiết kế kết cấu nhà cao tầng THIẾT KẾ NHÀ DD&CN Vì thiết kế nhà cao tầng cần quan tâm đến việc giảm tối đa trọng lượng thân kết cấu , chẳng hạn sử dụng loại vách ngăn có trọng lượng riêng nhỏ vách ngăn thạch cao , loại trần treo nhẹ ,vách kính khung nhơm 2.2 Phương án kết cấu : 2.2.1 Chọn sơ kích thước tiết diện a Xác định chiều dày theo công thức : Với ô sàn hành lang có kích thước lớn :4,2x6,9m hb = D l1 = 4,2=0,105(m) m 40 Chọn hb = 120mm Trong đó: l1 nhịp bản; theo số liệu tính tốn l1=4,2m D hệ số phụ thuộc tải trọng tác dụng lên bản, D=0,8 1,4 m hệ số phụ thuộc liên kết l2 6,9 1, 64 Sàn kê cạnh làm việc theo phương l1 4, Chọn m=40 Sàn kê cạnh làm việc theo phương Vậy ta chọn hb = 12 cm cho tồn sàn nhà, sàn phịng wc hb = 10 cm b Xác định tiết diện dầm * Dầm : Để thiên an tồn thuận lợi cho thi công ta chọn sau: Theo cơng thức : h = ld ld= m md Với dầm md = 812 chọn md = 12 hdc = = 0,75 m chọn h = 750 mm 12 b=( 0,3 0,5 ) h = 0,4 750 = 300 mm , lấy b = 300 mm h x b = 750 x 300 ( mm ) * Dầm phụ: Để thiên an toàn thuận lợi cho thi công ta chọn sau: h= ld dầm phụ ta có md = 1220 ta chọn md = 15 md hdp = 8, = 0,56 m chọn h = 600 mm 15 b=( 0,3 0,5 ) h = 0,3 600 = 180 mm , lấy b = 220 mm h x b = 600 x 220 ( mm ) THIẾT KẾ NHÀ DD&CN c Tiết diện cột : Áp dụng công thức : F k Trong N n.q.F k Rb Rb Fc : Diện tích tiết diện ngang cột Rn =145 kg/cm2 bê tông cấp độ bền B25 1,1 1,5 : hệ số ảnh hưởng Mơmen N : Lực nén tính sau: N = n.q.F Với n số tầng công trình q: (1 1,5 ) T/m F diện tích chịu tải cột Dựa vào mặt tầng điển hình ta thấy diện tích chịu tải cột trục 1,2,3,4,5,6 gần xấp xỉ Ta chọn diện tích chịu tải cột trục làm diện tích chịu tải tính tốn: Cột C-2 : F = 4,2.6,9= 28,98 cm2 FC k N n.q.F 9.1, 4.103.28,98 k 1, 3021,91cm2 Rb Rb 145 Chọn tiết diện cột trục 1,2,3,4,5,6 từ tầng đến tầng hxb = 80x80cm Chọn tiết diện cột trục 1,2,3,4,5,6 từ tầng đến tầng hxb = 60x60cm Cột biên A-2 : F = 4,2.6.9= 28,98 cm2 FC k N n.q.F 9.1,1.103.28,98 k 1,1 2176,5cm2 Rb Rb 145 Chọn tiết diện cột biên trục 1,2,3,4,5,6 từ tầng đến tầng hxb = 60x60cm Chọn tiết diện cột biên trục 1,2,3,4,5,6 từ tầng đến tầng hxb = 40x40cm 2.3 Tải trọng Tải trọng tác dụng lên cơng trình bao gồm : tĩnh tải , hoạt tải , tải trọng gió 2.3.1 Tải trọng thẳng đứng lên sàn a Tĩnh tải sàn + Tĩnh tải sàn tác dụng dài hạn trọng lượng thân sàn tính g ts = n.h. ( Kg / m2 ) n : hệ số vượt tải xác định theo chuẩn 2737- 95 h : chiều dày sàn : Trọng lượng riêng vật liệu sàn THIẾT KẾ NHÀ DD&CN Tĩnh tải phòng Tĩnh tải sàn tầng TLBT Chiều Gtc (kN/m3) dày(m) (kN/m2) Gạch lát 20 0,02 Vữa lát 18 0,02 Trát trần 18 0,02 Sàn BTCT 25 0,12 Tổng tĩnh tải Tổng tĩnh tải không kể sàn BTCT Hệ số Gtt (kN/m2) 1,1 1,3 1,3 1,1 0,44 0,468 0,468 3,3 4,68 1,38 Gtc (kN/m) Hệ số Gtt (kN/m2) 0,4 0,36 0,36 0,36 2,5 3,98 1,48 1,1 1,3 1,3 1,3 1,1 0,44 0,468 0,468 0,468 2,75 4,6 1,85 Hệ số Gtt (kN/m2) 1,1 1,3 1,3 1,1 1,1 0,792 0,936 0,254 0,968 3,3 6,3 0,4 0,36 0,36 4,12 1,12 Tĩnh tải phòng vệ sinh Tĩnh tải sàn vệ sinh TLBT (kN/m3) Chiều dày (m) 0,02 0,02 0,02 0,02 0,1 Gạch lát 20 Vữa lát 18 Trát trần 18 Vữa chống thấm 18 Sàn BTCT 25 Tổng tĩnh tải Tổng tĩnh tải không kể sàn BTCT Tĩnh tải sàn mái Tĩnh tải sàn mái TLBT Chiều Gtc (kN/m3) dày(m) (kN/m) Hai lớp gạch nem 18 0,04 Hai lớp vữa lót 18 0,04 Gạch chống nóng 15 0,013 Bê tơng chống thấm 22 0,04 Sàn BTCT 25 0,12 Tổng tĩnh tải Tổng tĩnh tải không kể sàn BTCT 0,72 0,72 0,195 0,88 5,52 2,52 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN Tĩnh tải tường Tải trọng tường 220 Tầng 2-9 TLBT (kN/m3) Chiều Chiều cao(m) dày(m) Tường 220 18 2,85 Vữa trát 18 2,85 Tải phân bố dầm Tải trọng tường 110 Tầng 2-9 TLBT (kN/m3) Hệ số Gtt (kN/m2) 11,3 2,1 13,4 1,1 1,3 12,4 2,7 15,1 Gtc (kN/m2) Hệ số Gtt (kN/m2) 5,6 2,1 7,8 1,1 1,3 6,2 2,7 8,9 Gtc (kN/m2) Hệ số Gtt (kN/m2) 2,97 1,08 4,05 1,1 1,3 3,27 1,41 4,68 0,22 0,04 Chiều Chiều cao(m) dày(m) Tường 110 18 2,85 Vữa trát 18 2,85 Tải phân bố dầm Gtc (kN/m2) 0,11 0,04 Tĩnh tải lan can Tải trọng lan can Gạch Vữa trát TLBT (kN/m3) 18 18 Tải phân bố Chiều Chiều cao(m) dày(m) 1,5 1,5 0,11 0,04 Tải trọng cầu thang Tĩnh trọng cầu thang TLBT (kN/m3) Chiều dày(m) Gạch lát 20 0,02 Vữa lát 18 0,02 Xây bậc 18 0,075 Trát đáy cầu thang 18 0,02 Sàn BTCT 25 0,12 Tổng tĩnh tải Tổng tĩnh tải không kể sàn BTCT Gtc (kN/m) Hệ số Gtt (kN/m) 0,4 0,36 1,35 0,36 5,47 2,47 1,1 1,3 1,3 1,3 1,1 0,44 0,468 1,755 0,468 3,3 6,4 3,1 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN b Hoạt tải sàn Do người vật dụng gây q trình sử dụng cơng trình nên xác định : = n.o n : Là hệ số vượt tải theo TCVN 2737 – 95 ; n = 1,3 với o< 200 Kg/ m2 n = 1,2 với o 200 Kg/ m2 o : hoạt tải tiêu chuẩn Bảng hoạt tải sàn Hoạt tải Tiêu chuẩn (Kg/m2) Hệ số TT (kN/m2) Phòng Hành lang Cầu thang Ban công Sàn WC Mái 200 300 300 200 150 75 1,2 1,2 1,2 1,2 1,3 1,3 2,4 3,6 3,6 2,4 1,95 0,975 Tải trọng gió 1) Cơ sở xác định Áp lực tính tốn thành phần tĩnh tải trọng gió xác định: C«ng thøc tÝnh: w=n.wo.(B1+B2)/2.k.c (2-8) Trong đó: + Wo áp lực tiêu chuẩn Với địa điểm xây dựng Hải Phịng thuộc vùng gió IV-B,ta có Wo=155 daN/m2 + Hệ số vượt tải tải trọng gió n = 1,2 + Hệ số khí động C tra bảng theo tiêu chuẩn lấy : C = + 0,8 (gió đẩy), C = - 0,6 (gió hút) + Hế số tính đến thay đổi áp lực gió theo chiều cao K nối suy từ bảng tra theo độ cao Z cốt sàn tầng dạng địa hình B Giá trị áp lực tính tốn thành phần tĩnh tải trọng gió tính cốt sàn tầng kể từ cốt 0.00 Kết tính tốn cụ thể thể bảng: THIẾT KẾ NHÀ DD&CN 2) Bảng tính thành phần tĩnh tải trọng gió n w0 H1 H2 c k W (Kg.m) Giã ®Èy 1.2 155 0.8 0.84 249.984 Giã hót TÇng 2(+7,6) Giã ®Èy Giã hót TÇng 3(+11,2) Giã ®Èy Giã hót TÇng 4(+14,8) Gió đẩy Gió hút Tầng 5(+18,4) Gió đẩy Gió hút Tầng 6(+22) Gió đẩy Gió hút Tầng 7(+25,6) Gió ®Èy Giã hót TÇng 8(+29,2) Giã ®Èy Giã hót TÇng 9(+32,8) Giã ®Èy Giã hót 1.2 155 0.6 0.84 187.488 1.2 1.2 155 155 3.6 3.6 3.6 3.6 0.8 0.6 0.9424 0.9424 504.825 378.619 1.2 1.2 155 155 3.6 3.6 3.6 3.6 0.8 0.6 1.0192 1.0192 545.965 409.474 1.2 1.2 155 155 3.6 3.6 3.6 3.6 0.8 0.6 1.0768 1.0768 576.82 432.615 1.2 1.2 155 155 3.6 3.6 3.6 3.6 0.8 0.6 1.114 1.114 596.748 447.561 1.2 1.2 155 155 3.6 3.6 3.6 3.6 0.8 0.6 1.148 1.148 614.961 461.22 1.2 1.2 155 155 3.6 3.6 3.6 3.6 0.8 0.6 1.1804 1.1804 632.317 474.238 1.2 1.2 155 155 3.6 3.6 3.6 3.6 0.8 0.6 1.2128 1.2128 649.673 487.255 1.2 1.2 155 155 3.6 3.6 3.6 3.6 0.8 0.6 1.2368 1.2368 662.529 496.897 TÇng 1(+4) 10 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN 7.3 Chọn loại móng: Căn vào đặc điểm cơng trình , tải trọng cơng trình , điều kiện địa chất cơng trình , địa điểm xây dựng ta chọn phương án móng cọc BTCT ép máy ép thủy lực Mũi cọc cắm vào lớp đá phong hóa cứng Tra bảng16 TCXD 45-78 (bảng 3.5 “Hướng dẫn đồ án móng-1996”) ta có: Sgh= cm , Sgh = 0,001 7.4 Quy trình chung thiết kế móng cọc 1) Đánh giá điều kiện địa chất, thuỷ văn cơng trình 2) Xác định tải trọng tác dụng xuống móng, tổ hợp nội lực 3) Xác định chiều sâu đặt đáy đài 4) Chọn loại cọc, chiều dài kích thước tiết diện cọc 5) Xác định sức chịu tải cọc 6) Xác định số lượng cọc, bố trí kiểm tra sức chịu tải cọc 7) Tính tốn theo trạng thái thứ 8) Tính tốn độ bền cấu tạo đài cọc 7.5 Vật liệu Chọn cọc có kích thước sau - Dài 50m, tiết diện 0,4 x 0,4m, - Thép dọc chịu lực 22 AII: Rs = 2800kg/cm2 - Thép đai AI: Rs = 1750kg/cm2 - Bê tông B25: có Rb= 145kg/cm2; Rbt = 10,5kg/cm2 7.6 Thiết kế móng cọc dãy cột 2-B Ta chọn thiết kế cọc cho 2-B (móng cột C21) Tổ hợp tải trọng: Tải trọng tác dụng đến đỉnh móng 2-B (móng cột C21),được lấy từ bảng tổ hợp nội lực khung: Bảng nội lực tiết diện chân cột C21 Tầng Cặp NL Mxmax Cột trục TH C21 TH5 Mymax C21 TH6 Tiết diện 0,8x0,8 0,8x0,8 Nmax C21 TH3 0,8x0,8 N(KN) Q(kN) My(kN.m) Mx(kN.m) -7651,5 -35,045 53,553 -131,122 -7652,7 0,536 -247,077 -0,039 -9435,5 0,579 -38,67 -2,001 63 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN - Tại phạm vi lực truyền xuống móng sử dụng vách ngăn nhẹ nên khơng kể đến trọng lượng vách ngăn + Tải trọng thân sàn tầng 1: gn = 1,1.0,12.25.(8,4/2+8,4/2).(8,4/2+9/2) = 241,164 (KN) + Hoạt tải sử dụng sàn phòng tầng 1, lấy ptc =2,4 (kN/m2) p = 1,2 2,4.(8,4/2+8,4/2).(8,4/2+9/2)= 210,47(KN) Vậy nội lực chân cột là: N N max G n P 9435,5 241,164 210, 47 9887,116(KN) My 38,67(KN.m) Mx 2,001(KN.m) Q 0,579(KN) Xác định chiều sâu đặt đáy đài chọn loại cọc: Cọc ép xuống máy ép thuỷ lực có khoan dẫn xuống độ sâu -51,35 m, (tính từ cốt thiên nhiên) Ngàm cọc vào đài 0,15m cách đập bê tông đầu cọc cho cốt thép chủ cọc ngàm chặt vào đài 0,3m Chọn chiều sâu đặt đế đài: h=1,5m (nằm vào lớp đất 2) Chiều cao đài h=0,8m Làm lớp vữa lót bê tơng xi măng b10 đá 4x dày 15cm đáy đài 7.6.1 Tính sức chịu tải cọc Theo điều kiện vật liệu làm cọc pvl = (Rs.As + Rb.Fb) : hệ số uốn dọc Rb = 145 kg/cm2 : cường độ tính tốn bê tơng Fb = 40.40 = 1600 cm2 :diện tích tiết diện ngang bê tơng cọc Rs = 2800 kg/cm2 : cường độ tính tốn cốt thép As = 15,2cm2 (4 22) : diện tích tiết diện ngang cốt thép dọc => pvl = 1.(2800 15,2 + 145.1600) = 274,56 (T) Theo điều kiện đất Mũi cọc tỳ lên lớp cát vừa nên cọc làm việc theo sơ đồ cọc ma sát Sức chịu tải cọc theo đất xác định theo công thức: n pđ = m.(mr R F+ u mf fi li ) (7-2) i 1 Trong đó: m = 1: hệ số điều kiện làm việc cọc đất 64 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN mr, mf = 1: hệ số điều kiện làm việc đất, tra bảng 5-5 giáo trình móng - trường đại học kiến trúc hà nội u: chu vi tiết diện ngang cọc li: chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc fi: cường độ tính tốn ma sát thành lớp đất thứ i với bề mặt xung quanh cọc, tra bảng 5-4 sgk móng có nội suy f: diện tích tiết diện ngang cọc R: sức kháng đất mũi cọc với độ sâu h = - 51,35m (kể từ cốt thiên nhiên) Tra bảng TCVN10304:2014 , đá phong hóa có:R = 15000 (Kpa) = 1500(T/m2) Cường độ tính tốn đất theo mặt xung quanh: Chia đất thành lớp phân tố có chiều dày li 2m (zi l tính từ cốt thiên nhiên) Sơ đồ xác định sức chịu tải cọc theo đất hình sau: 65 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN Tra bảng TCVN10304:2014 (có nội suy) ta có: Lớp đất (2m) (3m) (3m) (1,7m) (12,8m) (4m) (1,8m) (8,7m) 10 (1,7m) 11 (5,8m) 12 (2,4m) 13 (2,95m) Điểm 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 Chiều dày li Zi (m) (m) 10 0,7 10,85 12,2 14,2 16,2 18,2 20,2 22,2 0,8 23,6 24,5 25,5 26,5 27,5 28,5 0,8 29,4 30,8 32,8 34,8 36,8 0,7 38,15 39 0,7 39,85 41,2 43,2 1,8 45,1 46,5 47,5 0,4 48,2 48,9 49,9 0,95 50,875 Tổng 𝑓𝑖 li Độ sệt 𝐼𝐿 1,2 1,3 1,1 1,1 0,9 0,9 0,9 0,6 0,6 𝑓𝑖 (Kpa) 𝑓𝑖 li 0 0 0 0 0 7 7 7 7 7,1 7,3 7,5 7,7 7,88 21,16 21,56 21,96 22 22 22 22 0 0 0 0 0 14 14 14 14 14 14 5,6 7,1 7,3 7,5 7,7 6,3 42,32 43,12 43,92 44 15,4 22 15,4 36 36 36 36 36 14,4 - 0,5 445,06 66 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN Sơ đồ xác định sức chịu tải cọc 67 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN f l i i 44,506(T ) Pd 1.1500.0, 4.0, 0, 4.4.44,506 311, 21T Sức chịu tải cho phép cọc theo điều kiện đất : P 311, 21 Pd' d 222, 29 T K tc 1, Có p’d = 222,29 (T) < pvl = 274,56 (T) Nên lấy p’đ để đưa vào tính tốn 7.3.2 Xác định số lượng cọc móng Áp lực tính tốn giả định tác dụng lên đế đài phản lực đầu cọc gây ra:: p tt Pd' (3.d) 222, 29 (3.0, 4) 154,37(T / m ) Giả thiết trọng lượng thể tích trung bình đài đất đài tb = t/m3 Diện tích sơ đáy đài: F N tt p tt tb h.n 988,716 6,56(m ) 154,37 2.1,5.1, Trọng lượng đài đất đài: Nđtt = n Fđ h tb = 1,2.6,56.1,5.2 = 23,616 (T) Lực dọc tính tốn đến cốt đế đài: Ntt = n0tt + nđtt = 988,716 + 23,616 = 1012,33 (T) Số lượng cọc sơ bộ: nc N tt Pd' 1012,33 4,55 cọc 222, 29 Vì móng chịu tải lệch tâm nên lấy số cọc nc’ = cọc Bố trí cọc móng cột trục mặt hình sau : 68 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN 7.3.3 Kiểm tra móng cọc Kiểm tra sức chịu tải cọc Giả thiết chiều cao đài là: hđ = 0,8m Diện tích đế đài thực tế: Fđ’ = 3,2 = 6,4 m2 Trọng lượng tính tốn đài đất đài thực tế: N’đtt = n f’đ h tb = 1,2 6,4 1,5 = 23,04 (T) Lực dọc xác định đến cốt đế đài thực tế: Ntt1 = n0tt + nttđ = 988,716 +23,04 = 1011,76 (T) Mơmen tính tốn xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện cọc đế đài: Mxtt = Mx + Q Hđ = 0,2001 + 0,0579 0,8 = 0,246 (T.m) Mytt = My + Q Hđ = 3,867 + 0,0579 0,8 = 3,913 (T.m) lực dọc truyền xuống cọc dãy giữa: tt Pmax N1tt n 'c My tt x max n Mx tt ymax xi2 i 1 n yi 1011,76 3,913.1, 0, 246.0,6 4.1, 22 6.0,62 i 1 tt P max = 169,51 (T) Pttmin = 167,74 (T) Trọng lượng tính tốn cọc: Pc = 0,42 50 2,5 1,2 = 24 (T) Ở đây: pttmax + pc = 169,51+24 = 193,51 (T) < pd = 311,21 (T) Thoả mãn điều kiện lực max truyền xuống dãy cọc pttmin = 167,74 > nên kiểm tra theo điều kiện chống nhổ 7.3.4 Kiểm tra cường độ đất Độ lún móng cọc tính theo độ lún khối móng quy ước có mặt cắt là: abcd h h n h n tb tb 1 2 Trong đó: h1 h h n 0.2 7.3 2.3 15.1,7 5.12,8 5.4 5.1,8 9,3.8,7 10,1.1,7 12, 2.2, 6,64 1,7 12,8 1,8 8,7 1,7 2, 6,64 1,66o Chiều dài đáy khối móng quy ước: LM = 2,4+2.0,4+2H tg 2, 2.0, 2.49,85.tg1, 66 6, 09 m Chiều rộng khối móng quy ước: 69 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN BM = 1,2+2.0,4+2H tg 1, 2.0, 2.49,85.tg1,66 4,89 m Chiều cao khối móng quy ước: HM = 51,35 (m) Xác định trọng lượng khối móng quy ước tc NM LM BM H M TB 6,09.4,89.51,35.2 3058, 42(T) - Lực dọc tiêu chuẩn xác định đến đáy khối quy ước: Ntc = n0tc+ nmtc = Nott 988,716 tc NM 3058, 42 3882,35(T) 1, 1, - Mômen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy khối quy ước: tc M = m0 tc Mott Hott 3,867 0,0579 + h0 H = H 51,35 5,7(T.m) 1,1 1,1 1,1 1,1 tc Độ lệch tâm: e M tc N tc 5,7 0,0014(m) 3882,35 - Áp lực tiêu chuẩn đáy khối quy ước: cmax N cK 6.e 3882,35 6.0,0014 1 1 L M BM L M 6,09.4,89 6,09 cmax 130,55(T / m ) cmin 130,18(T / m ) ctb 130,365(T / m ) - Cường độ tính tốn đất đáy khối móng quy ước: RM m1.m2 1,1.A.BM II 1,1.B.H M 'II 3D.CII K tc Trong đó: ktc = (vì tiêu lý đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp) Tra bảng: -2 giáo trình móng có: M1 = 1,1; m2 = (vì cơng trình khơng thuộc loại tuyệt đối cứng) ii = o tra bảng -1 giáo trình móng ta có: A = 0; B = 1; D = 3,14 70 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN 'II h i i hi II = 1,6 (T/m3) 2.1,6 3.1,8 3.1,6 1,7.1,9 12,8.1,7 4.1,7 1,8.1,7 8,7.1,8 1,7.1,9 5,8.0 2,4.1,9 2,95.2,1 1,7 12,8 1,8 8,7 1,7 5,8 2,4 2,95 1,56(T / m3 ) 1,1.1 RM 1,1.0.4,89.1,6 1,1.1.51,35.1,56 3.3,14.1,6 1, 151,62(T / m ) 1,2.Rm = 1,2 151,62 = 181,94 (T/m2) Thoả mãn điều kiện: tc max 130,55(T / m ) < 1,2.Rm = 181,94 (T/m2) 2 tc tb 130,365(T / m ) < Rm = 151,62 (T/m ) Vậy tính tốn độ lún theo quan niệm biến dạng tuyến tính Trường hợp đất từ mũi cọc trở xuống có chiều dày lớn, đáy khối móng quy ước có diện tích bé nên dùng mơ hình nửa khơng gian biến dạng tuyến tính để tính tốn Tính tốn theo phương pháp phân tầng lấy tổng 7.3.5 Kiểm tra lún móng cọc - ứng suất thân đáy khối móng quy ước: bt z 51,35 78,375 (T/m ) - ứng suất gây lún đáy khối móng quy ước tc bt gl z tb 130,365 78,375 52(T / m ) Chia đất đáy khối móng quy ước thành lớp phân tố có chiều dày nhau: h i BM 4,89 1, 22(m) Vậy chia lớp đáy móng thành lớp có 4 chiều dày 0,978m kết tính tốn độ lún lớp phân tố ghi bảng 7-1 71 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN Bảng 7-1: kết tính lún lớp phân tố Điểm Độ sâu Zi (m) 0,978 1,956 2,934 3,912 4,89 5,868 6,846 7,824 8,802 LM/BM 1,25 2z/b K0 σgl σbt 0,4 0,8 1,2 1,6 2,4 2,8 3,2 3,6 0,969 0,834 0,659 0,505 0,387 0,302 0,239 0,193 0,158 52 50,388 43,368 34,268 26,26 20,124 15,704 12,428 10,036 8,216 78,375 79,94 81,575 83,256 85,016 86,777 88,364 89,928 91,493 93,298 Sơ đồ tính lún Giới hạn lấy đến điểm độ sâu 0m kể từ đáy khối quy ước Thoả mãn điều kiện zgl = 8,216 (T/m2)< bt 93, 298 z 9,33(T / m2) Sơ đồ tính lún hình 10 10 vẽ 72 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN gl zi h i E i 1 i Độ lún nền: S Lấy = 0,8 0,8.0,978 52 ( 50,388 43,368 34, 268 26, 26 20,124 3550 8, 216 15,704 12, 428 10,036 ) 0,053 m 5,3 cm S Sgh cm S Điều kiện độ lún tuyệt đối thoả mãn Trong phạm vi móng thuộc trục này, điều kiện địa chất đất móng thay đổi, tải trọng giống độ lún lệch tương đối móng trục đảm bảo không vượt giới hạn cho phép, độ lún lệch tương đối móng trục móng thuộc trục khác kiểm tra tính tốn độ lún cho móng thuộc trục khác Tính tốn thép đài móng Lấy lớp bê tơng bảo vệ h = 10cm Tính tốn chọc thủng Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện chọc thủng: vẽ tháp chọc thủng đáy tháp nằm trục cọc Như đài cọc không bị chọc thủng, nên điều kiện chọc thủng đảm bảo Hình 7-2 Kiếm tra chọc thủng cho móng 73 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN Sơ đồ mặt ngàm móng trục hình sau Hình 7-3 Sơ đồ mặt ngàm móng trục - Mơmen tương ứng với mặt ngàm I-I: MI = r1.(p3+ p4) đó: p3 = p4 = pmax = 169,51 (T) MI = 1.2.169,51= 339,02 (T.m) Diện tích cốt thép chịu mơmen mI-I: Fa1 MI 339,02.10 1345,32(mm2 ) 0,9.r1 R a 0,9.1.2800 Chọn 16 12 có fa= 1809,6 mm2, a = 200 mm, chiều dài thanh: 3m - Mômen tương ứng với mặt ngàm II-II: MII = r2.(P4+P5+P6) MII = 0,4.(169,51+168,625+167,74) = 202,35 (T.m) Diện tích cốt thép chịu mômen MII - II: Fa2 M II 202,35 2007, 44 mm2 0,9.r 2.R a 0,9.0, 4.280000 Chọn 18 12 Fa= 2035,75 mm2, a = 110 mm Chiều dài thanh: 1,8 m 74 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN Vì Hđ = 80cm > 70cm Phải bố trí cốt cấu tạo Ta bố trí lồng thép chữ U 812a300 412a300 Hình 7-4 Bố trí cốt thép móng 2-B 7.7 Thiết kế móng cọc dãy cột biên trục 2-A Ta chọn thiết kế cọc cho móng 2-A (móng cột C17) Tính móng cột C17 tính tốn với móng cột C21 Tổ hợp tải trọng: Bảng nội lực chân cột C17 Tầng Cặp NL Mxmax Mymax Cột biên trục A TH Tiết diện N(KN) Q(KN) My(KN.m) Mx(KN.m) C17 TH13 -5187,52 -33,84 -38,21 -78,123 C17 TH18 0,6x0,6 0,6x0,6 -5785,36 1,124 -139,23 2,238 Nmax C17 TH18 0,6x0,6 -5785,36 1,124 -139,23 2,238 75 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN Tải trọng tác dụng đến đỉnh móng 2-A (móng cột C17),được lấy từ bảng tổ hợp nội lực khung - tải trọng thân sàn tầng 1: gn = 1,1.0,12.25.(8,4/2+8,4/2).(8,4/2+9/2) = 241,164 (KN) + Hoạt tải sử dụng sàn phòng tầng 1, lấy ptc =2,4 (kN/m2) p = 1,2 2,4.(8,4/2+8,4/2).(8,4/2+9/2)= 210,47(KN) Vậy nội lực chân cột là: N N max G n P 5785,36 241,164 210, 47 6237(KN) My 139, 23(KN.m) Mx 2, 233(KN.m) Q 1,124(KN) Tổ hợp tải trọng nguy hiểm tác dụng lên cột C17 nhỏ cột C21 nên ta thiết kế móng cọc giống giống cọc C21 7.8 Kiểm tra cọc vận chuyển cẩu lắp Khi vận chuyển, cẩu cọc bị uốn ,tải trọng lấy trọng lượng thân nhân với hệ số động lực 1,5 Đoạn cọc : g = 1,5.0,42.2,5 = 0,6 T/m Khi vận chuyển cẩu Chia cọc thành đoạn đoạn 10m Cọc đặt theo phương ngang kê tự lên gối tựa treo móc Vị trí gối cọc chọn sở mô men uốn cột gối xấp xỉ Gọi l1 ; l2 ; l3 điểm từ đầu cột đến gối tựa thứ nhất, khoảng cách gôi, từ gối thứ tới chân cọc Khi ta có M M M 0, 043gl 0, 043 0, 102 2,58(T m) Kích thước tiết diện b 40cm; h 40cm Giả thiết a a ' 4cm; ho 36cm Diện tích cốt thép : 4 22; As 1520mm Khả chịu lực tiết diện M td Rs As (ho a ') 280.1520.(360 40) 13, 6.107 ( N mm) 13, 6(T m) Cọc đủ khả chịu lực 76 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN Hình 7-5 Biểu đồ mơmen cọc 77 ... chịu lực THIẾT KẾ NHÀ DD&CN Chương :GIẢI PHÁP KẾT CẤU 2.1 Chọn phương án kết cấu 2.1.1 Đặc điểm thiết kế kết cấu nhà cao tầng Thiết kế kết cấu nhà cao tầng so với thiết kế kết cấu nhà thấp tầng... Sơ đồ gán TT sàn tầng điển hình 12 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN Hình 2-3 Tĩnh tải tường tác dụng vào Hình 2-4 Sơ đồ gán HT1 tầng 13 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN Hình 2-5 Sơ đồ gán HT2 Hình 2-6 Gió Phải tầng 14 THIẾT... TÇng 1(+4) 10 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN 2.4 Lập sơ đồ tính tính tốn nội lực 2.4.1 Sơ đồ tính gán tải trọng Hình 2-1 Kết cấu nhà 11 THIẾT KẾ NHÀ DD&CN Mặt kết cấu tầng điển hình Khai báo gán tải trong: