1523 Thiết kế chung cư cao cấp ĐỨC LONG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY D NG VÀ I N ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG Đề taøi: T.KHOA : TS L U TR NG V N GVHD : Th.S SVTH : NGUY N M U NGH A MSSV : 20460094 THAÙNG 03 - 2011 NG K MINH Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khoá 2006 GVHD: Th.S NG K MINH LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp môn học cuối đánh dấu kết thúc trình đào tạo Trường Đại Học, đồng thời mở trước mắt chúng em đường m i để vào sống thực tế tương lai sau Quá trình làm đồ án giúp em thu thập, tổng hợp lại học học kỳ mà rèn luyện cho em khả tính toán giải vấn đề nhanh chóng xác Để làm em xin gởi lời cảm ơn chân thành lời chúc sức khỏe đến thầy Th.S ng K Minh người cung cấp tài liệu định hướng cho em hoàn thành tập Đồ án tốt nghiệp tất thầy cô giáo môn, Ban chủ nhiệm Khoa Xây Dựng Điện bạn bè lớp giúp đỡ cho em suốt thời gian học tập, đặc biệt thời gian thực Đồ án tốt nghiệp Đồ án tốt nghiệp công trình đầu tay sinh viên chúng em Mặc dù cố gắng kiến thức, kinh nghiệm, thời gian thực hạn chế nên Đồ án có nhiều thiếu sót Em mong dẫn quý báu Thầy Cô để em hoàn thiện kiến thức kinh nghiệm Một lần em xin chân thành cảm ơn ! Tp Hồ Chí Minh, ngày 02 /03 / 2011 Sinh viên thực hiện: Nguy n M u Ngh a SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV: 20460094 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khoá 2006 GVHD: Th.S NG K MINH Ngày với trình đô thị hoá thành phố phát triển nhanh vũ bão, bên cạnh việc mặt đô thị thay đổi, đời sống vật chất nâng cao,hàng loạt công ty mọc lên kéo theo qũy đất thành phố ngày hạng hẹp, thiếu chổ Chung Cư Đức Long đời Chung cư Đức Long thuộc Khu Quy hoạch Đô thị Phường Diên Hồng,Tp Pleiku,Tỉnh Gia Lai Đây chung cư cao cấp xây dựng Tp Pleiku Trong khuôn khổ luận văn nhiệm vu ïđược đề là: đánh giá công năng, giải pháp kiến trúc công trình, thiết kế chi tiết phận kết cấu công trình, cuối đưa giải pháp móng tính toán móng cho công trình Trong thời gian ba tháng thực đồ án em thực vấn đề sau: Đánh giá công giải pháp kiến trúc công trình như: giải pháp thông gió, chiếu sáng, giao thông ngang đứng công trình,… Phân tích hệ kết cấu làm việc công trình từ đưa phương án kết cấu khả thi là: Phương án Hệ kết cấu khung không gian kết hợp vách cứng để áp dụng tính toán thiết kế vào công trình Bên cạnh đó,cũng tiến hành tính toán phận khác công trình như: cầu thang điển hình, hồ nước mái, sàn tầng điển hình, lõi cứng – vách cứng gió động công trình Cuối thống kê số liệu địa chất công trình để qua đưa phương án móng cho công trình, có hai phương án chọn là: Phương án móng cọc ép Phương án móng cọc khoan nhồi Tiến hành tính toán chi tiết phương án móng đưa so sánh để lựa chọn phương án sử dụng Kết chọn Phương án móng cọc khoan nhồi có khả chịu lực cao, ổn định tính kinh tế áp dụng cho công trình Với khối lượng thực lớn thời gian có hạn, đồng thời kiến thức chuyên môn chưa sâu nên khó tránh khỏi sai sót mong Thầy cô thông cảm tận tình dẫn giúp em rút học kính nghiệm sau Nguy n M u Ngh a SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV: 20460094 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khoá 2006 GVHD: Th.S NG K MINH MỤC LỤC PHẦN I: KIẾN TRÚC TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH Trang Trang A Mục đích-yêu cầu đầu tư B Đặc điểm khí hậu Tp.Pleiku C Phân khu chức D Giải pháp kiến trúc E Giao thông công trình F Các giải pháp kỹ thuật khác PHẦN II : KẾT CẤU CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ - ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU Trang 13 Trang 13 1.1 Phân tích & lựa chọn hệ chịu lực 13 1.2 Cơ sở tính toán 13 1.3 Đặc trưng vật liệu 14 1.3.1 Bê tông 14 1.3.2 Cốt thép 14 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG – 15 Trang 16 2.1 Mặt hệ dầm sàn 16 2.2 Đánh số ô sàn 16 2.3 Sơ chọn bề dày saøn 17 SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV: 20460094 Trang 182 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khoá 2006 GVHD:Th.S NG K MINH 2.4 Tính toán tải trọng tác dụng lên ô sàn 18 2.5 Sơ đồ tính & xác định nội lực 21 2.6 Tính toán cốt thép sàn 26 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CẦU THANG Trang 31 3.1 Mặt kích thước cầu thang 31 3.2 Cấu tạo cầu thang CT1 34 3.3 Tải trọng tác dụng lên thang 35 3.4 Sơ đồ tính xác định nội lực 37 3.5 Tính toán cốt thép kiểm tra hàm lượng 42 CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC MÁI Trang 44 4.1 Tính toán sơ thể tích hồ nước mái 44 4.2 Kích thước hình học hồ nước 45 4.3 Tính toán thiết kế phận hồ nước 45 4.3.1 Tính toán nắp 45 4.3.2 Tính toán dầm nắp 49 4.3.3 Tính toán thành 53 4.3.4 Tính toán đáy 56 4.3.5 Tính toán dầm đáy 60 4.4 Tính toán cột hồ nước 65 CHƯƠNG 5: TÍNH KHUNG KHÔNG GIAN Trang 67 5.1 Cơ sở lựa chọn phương án kết cấu 67 5.2 Các dạng sơ đồ khung 68 5.2.1 Sơ đồ dạng khung không gian 68 5.2.2 Sô đồ khung ngang tính toán 69 5.3 Sơ độ chọn kích thước cột, dầm 69 SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV:20460094 Trang 183 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khoá 2006 GVHD: Th.S NG K MINH TÍNH GIÓ ĐỘNG 5.4 Tải trọng gió 76 5.4.1 Xác định thành phần gió tỉnh 76 5.4.2 Xác định thành phần gió động 77 5.5 Tải trọng tác dụng lên khung 92 5.5.1 Tónh tải 92 5.5.2 Hoạt tải 94 5.5.3 Tải gió 95 5.6 Các trường hợp tải trọng 97 5.7 Tổ hợp nội lực 99 5.8 Cô sở tính toán cốt thép cấu kiện 101 5.9 Tính toán cốt thép cho dầm cột 105 PHẦN III : NỀN MÓNG PHẦN A : ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Trang 114 Trang 114 A.1 Cấu tạo địa chất 114 PHẦN B : CÁC PHƯƠNG ÁN MÓNG Trang 122 B.1 Lựa chọn phương án 122 CHƯƠNG : PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI Trang 124 6.1 Sơ lược cọc khoan nhồi 124 6.2 Phân loại móng công trình 125 6.3 Tính toán thiết kế chi tiết móng 127 6.3.1 Thiết kế cọc chọn chiều sâu chôn móng 127 6.3.2 Tính toán móng M1 131 SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV: 20460094 Trang 184 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khoá 2006 GVHD:Th.S NG K MINH 6.3.3 Tính toán moùng M2 139 6.3.4 Tính toán móng M3 147 CHƯƠNG 7: PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP Trang 152 7.1 Sơ lược phương án móng sử dụng 152 7.2 Phân loại móng công trình 153 7.3 Tính toán thiết kế móng chi tiết 153 7.3.1 Thiết kế cọc chọn chiều sâu chôn móng 153 7.3.2 Tính toán móng M1 161 7.3.3 Tính toán móng M2 169 7.3.4 Tính toán móng M3 175 CHƯƠNG 8: SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG Trang 180 8.1 Thống kê phương án móng cọc ép 180 8.2 Thống kê phương án móng cọc nhồi 181 8.3 So sánh hai phương án móng 183 8.4 Lựa chọn phương án móng 183 SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV:20460094 Trang 185 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khoá 2006 GVHD: Th.S NG K MINH PHẦN I: KIẾN TRÚC TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH Tên công trình: CHUNG CƯ CAO CẤP ĐỨC LONG TOWER Địa điểm: 117 TRẦN PHÚ - PHƯỜNG DIÊN HỒNG - TP PLEIKU - TỈNH GIA LAI Đơn vị đầu tư: XÍ NGHIỆP TƯ DOANH ĐỨC LONG GIA LAI SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV: 20460094 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khoá 2006 GVHD: Th.S NG K MINH A MỤC ĐÍCH – YÊU CẦU CỦA SỰ ĐẦU TƯ: Trong năm gần đây, dân số phát triển nhanh nên nhu cầu mua đất xây dựng nhà ngày nhiều quỹ đất Thành Phố Pleiku có hạn, mà giá đất ngày leo thang khiến cho nhiều người dân không đủ khả mua đất xây dựng nhà sinh sống đặc biệt Cán công nhân viên chức nhà nước người có thu nhập thấp Để giải vấn đề cấp thiết giải pháp xây dựng Chung cư cao tầng phát triển quy hoạch khu dân cư phường, khu vực ngoại ô trung tâm Thành phố hợp lý Bên cạnh đó, với lên kinh tế Thành phố tình hình đầu tư nước vào thị trường ngày rộng mở, mở triển vọng thật nhiều hứa hẹn việc đầu tư xây dựng cao ốc dùng làm văn phòng làm việc, khách sạn cao tầng, chung cư cao tầng… với chất lượng cao nhằm đáp ứng nhu cầu sinh hoạt ngày cao người dân Song song đó, xuất nhà cao tầng góp phần tích cực vào việc phát triển ngành xây dựng thông qua việc tiếp thu áp dụng kỹ thuật đại, công nghệ tính toán, thi công xử lý thực tế, phương pháp thi công đại nước ngoài… Nhằm mục đích giải yêu cầu mục đích trên, Cty Đức Long Gia Lai nghiên cứu xây dựng chung cư cao cấp Đức Long , khu chung cư đại Thành Phố Pleiku, đầy đủ tiện nghi, cảnh quan đẹp… thích hợp cho sinh sống, giải trí làm việc.Chung cư cao cấp Đức Long thiết kế thi công xây dựng với chất lượng cao, đầy đủ tiện nghi để phục vụ cho cộng đồng dân cư sống B ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU CỦA THÀNH PHỐ PLEIKU: Cách Thành phố Hồ Chí Minh 542 km nằm vùng nhiệt đới gió mùa nóng ẩm với đặc trưng vùng khí hậu Tây Nguyên chia thành mùa rõ rệt: B.1 Mùa mưa: - Từ tháng đến tháng 10 - Nhiệt độ trung bình: 22 -250C - Nhiệt độ thấp nhất: 180C - Lượng mưa trung bình: 2200 mm - Lượng mưa cao nhất: 2500mm (vùng tây trường sơn) - Lượng mưa thấp nhất: 1200 mm (vùng đông trường sơn) - Độ aåm trung bình: 84.5% SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV: 20460094 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khoá 2006 GVHD: Th.S NG K MINH - Độ ẩm cao nhất: 100% - Độ ẩm thấp nhất: 79% - Lượng bốc trung bình: 28 mm/ngày - Lượng bốc thấp nhất: 6.5 mm/ngày B.2 Mùa khô: - Từ tháng 11 đến tháng - Nhiệt độ trung bình: 250C B.3 Hướng gió: - Hướng gió Tây Nam Đông Nam với tốc độ trung bình 2.15 m/s - Thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng đến tháng 10, có gió Đông Bắc thổi nhẹ - Số nắng trung bình cao, mùa mưa có giờ/ngày, vào mùa khô giờ/ngày - Tần suất lặng gió trung bình hàng năm 26%, lớn tháng (34%), nhỏ tháng (14%) Tốc độ gió trung bình 1.4 – 1.6m/s Hầu gió bão, gió giật gió xoáy; có xuất thường xảy vào đầu cuối mùa mưa (tháng 9) - Thủy triều tương đối ổn định thường xảy tương đột biến dòng nước sông mưa làm nước dâng C PHÂN KHU CHỨC NĂNG: Công trình bao gồm tầng hầm, 16 tầng lầu tầng mái: - Tầng hầm: phục vụ việc để xe, thoát rác lắp đặt hệ thống kỹ thuật khác công trình - Tầng trệt: siêu thị phục vụ nhu cầu cho dân cư khu nhà khu vực lân cận - Tầng 1: văn phòng quản lý, phòng sinh hoạt cộng đồng, giải trí,nhà trẻ mẫu giáo.… - Các tầng từ tầng – 14: khu nhà cho hộ dân cư gồm loại hộ: • Căn hộ loại A: có diện tích 79.73 m2 • Căn hộ loại B: có diện tích 71.11 m2 • Căn hộ loại C: có diện tích 62.12 m2 SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV: 20460094 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khóa 2006 GVHD: Th.S NG K MINH Tọa độ đầu cọc x1 = x4 = x7= -1m x2 = x5 = x8= 0m x3 = x6 = x9= 1m ∑x i = 3x12 + x32 = × (1) = 6m2 y1 = y2 = y3 = -1m y4 = y5 = y6 = 0m y7 = y8 = y9 = 1m ∑ yi2 = y12 + y72 = × (1)2 = 6m2 Khối lượng móng khối quy ước: - Khối móng quy ước: Wqu = Bd Ld hm γ tb' = 2.7 × 2.7 × 2.2 × ( 22.26 − 10 ) = 202.08kN - Tải trọng truyền xuống đáy đài: N dtt = N1tt + Wqu = 5867.4 + 202.08 = 6069.48kN M dtt = M ytt = 169.5kN m M dtt = M xtt = 6.5 kN m ta không đưa giá trị lực ngang Hmax vào đáy đài nguyên tắc móng cọc đài thấp, nghóa với chiều sâu hm chọn áp lực bị động Pp đất cân với lực ngang Hmax này, không tác dụng - Tải trọng trung bình tác dụng lên đầu cọc N tt 6069.48 Ptb = d = = 674.38kN n - Tải trọng tác dụng lên đầu cọc: Pcmax = Ptb ± My ×x n ∑ xi2 i =1 ± Mx × y n ∑y i =1 i 169.5 × ( −1) 6.5 × ( −1) + = 645.05kN 6 169.5 × 6.5 × ( −1) P2 = 674.38 + + = 673.3kN 6 169.5 × (1) 6.5 × ( −1) P3 = 674.38 + + = 701.55kN 6 169.5 × ( −1) 6.5 × ( ) P4 = 674.38 + + = 646.13kN 6 169.5 × 6.5 × + = 674.38kN P5 = 674.38 + 6 169.5 × (1) 6.5 × ( ) P6 = 674.38 + + = 702.63kN 6 169.5 × ( −1) 6.5 × (1) P7 = 674.38 + + = 647.21kN 6 P1 = 674.38 + SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV: 20460094 Trang170 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khóa 2006 GVHD: Th.S NG K MINH 169.5 × ( ) 6.5 × (1) + = 675.46kN 6 169.5 × (1) 6.5 × (1) P6 = 674.38 + + = 703.71kN 6 = 703.71kN < Pc = 0.72 × 1100 = 792kN (thỏa) P8 = 674.38 + Với Pmax (Lấy hệ số nhóm cho cọc cọc biên E = 0.72) 7.3.3.2 Kiểm tra ứng suất đáy mũi cọc: Tải trọng dùng trường hợp tải trọng tiêu chuẩn Ký hiệu Nmin Mx-tư My-tư Qx-max Qy-max Móng Điểm nút Cột (KN) (KNm) (KNm) (KN) (KN) M2 C2 -4889.5 5.4 -141.25 -60.2 18.4 b Xác định kích thước khối móng quy ước: Tính ωtb ma sát lớp đất bên hông cọc: ϕ L + ϕ L + ϕ L + ϕ L + ϕ L ϕtb = 1 2 3 4 5 L1 + L2 + L3 + L4 + L5 = 170 × 2.2 + 16030 '× + 27 015'× + 15030 '× + 280 × = 20019 ' 2.2 + + + + 0.35 0.35 + = 2.35m 2 0.35 0.35 B ' = 1.0 + + = 1.35m 2 Ta coù: L ' = 2.0 + - -3.5m Taàng haàm B'=2.35m hm=1.6m  20019 '  ϕ  Bm = B '+ × Z c × tg   = 1.35 + × 19.2 × tg   = 4.8m 4    20019 '  ϕ  Lm = L '+ × Z c × tg   = 2.35 + × 19.2 × tg   = 5.8m 4   - ωtb Moùng khối quy ước mũi cọc Wqu = 5.8 × 5.8 × 25 × ( 22.26 − 10 ) = 10310.66kN 20019' Tải trọng mũi cọc đưa xuống: N mtc = N tc + Wqu = 4889.5 + 10310.66 = 15200.16kN tc M mx = 5.4kN m tc M my = 141.25kN m - Xác định độ lệch taâm Zm=25m Nmtc tc Mm Bm=5.5m SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV: 20460094 Trang171 Zc=19.2m Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khóa 2006 GVHD: Th.S ex = tc M mx 5.4 = = 3.5 × 10−4 m tc N m 15200.16 ey = tc M mx 141.25 = = 9.29 ×10−3 m tc N m 15200.16 NG K MINH Độ lệch tâm nhỏ nên ta không cần phải tính Pmax , Pmin mà cần tính giá trị trung bình: p tb = N mtc 15200.16 = = 451.8kPa Bm Lm 5.8 × 5.8 - Tải trọng tiêu chuẩn mũi cọc m m R tc = tc ( A.Bm γ 2' + B.Z m γ 1' + D.c ) k - Tại mũi cọc c=2.6kPa(có thể bỏ qua), ω = 280 tra bảng ta A = 0.98; B = 4.93; D bỏ qua bỏ qua c - Chọn m1.m2 = 1.1 ; kat = 1.0 1.1 R tc = × ( 0.98 × 5.8 × 9.44 + 4.93 × 305.2 + ) = 1709.3kPa Ptb = 447.5kPa < Rtc = 1709.3kPa , thỏa ổn định mũi cọc 7.3.3.3 Tính độ lún mũi cọc: Theo dẫn thiết kế nhà công trình, quy phạm TCVN 45:1978 ta có công thức tính lún: S= β0 E0 ∑ (σ tbigl hi ) choïn E0 theo hồ sơ địa chất có theo lớp đất mũi ta E0 = 11793kPa; β = 0.6 Chia lớp đất đáy mũi cọc thành lớp dày 1m Tính ứng suất trọng lượng thân đất mũi cọc: Tại mũi cọc (vị trí 0): σ 0bt = 305.2kPa Công thức : σ ibt = σ ibt−1 + γ '× hi Tại vị trí 1: σ 1bt = 305.2 + 9.44 × 1.0 = 314.6kPa Tại vị trí 2: σ 2bt = 314.6 + 9.44 × 1.0 = 324kPa Tại vị trí 3: σ 3bt = 324 + 9.44 × 1.0 = 333.5kPa Tại vị trí 4: σ 4bt = 333.5 + 9.44 ×1.0 = 343kPa Tại vị trí 5: σ 5bt = 343 + 9.44 ×1.0 = 352.5kPa Tính ứng suất gây lún mũi coïc: SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV: 20460094 Trang172 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khóa 2006 Ta có: n = Từ GVHD: Th.S NG K MINH Lm 5.8 = = , lấy hệ số k0 cột Bm 5.8 Zm ⇒ k0 sau tính σ igl = k0 × σ 0gl Bm Tại mũi cọc (vị trí 0): σ 0gl = Ptb − σ 0bt = 451.8 − 305.2 = 146.6kPa Tại vị trí 1: Zm Tại vị trí 2: Zm Tại vị trí 3: Zm Tại vị trí 4: Zm Tại vị trí 5: Zm Bm Bm Bm Bm Bm = 1.0 5.8 = 2.0 = 3.0 = 4.0 = 5.0 = 0.0.17 ⇒ k0 = 0.96 ⇒ σ 1gl = 140.73kPa 5.8 = 0.34 ⇒ k0 = 0.86 ⇒ σ 2gl = 129kPa 5.8 = 0.51 ⇒ k0 = 0.71 ⇒ σ 3gl = 104.1kPa 5.8 = 0.69 ⇒ k0 = 0.54 ⇒ σ 4gl = 79.16kPa 5.8 = 0.86 ⇒ k0 = 0.377 ⇒ σ 5gl = 55.2kPa Vị trí ngừng tính lún vị trí 5: Điều kiện: σ 5gl = 55.2kPa < 0.2 × σ 5bt = 0.2 × 352.5 = 70.5kPa Ứng suất gây lún trung bình: • σ tbgl1 = • σ tbgl2 = • σ tbgl3 = • σ tbgl4 = • σ tbgl5 = σ 0gl + σ 1gl σ 1gl + σ 2gl σ 2gl + σ 3gl σ 3gl + σ 4gl σ 4gl + σ 5gl = 146.6 + 140.73 = 143.665kPa = 140.73 + 129 = 134.865kPa = 129 + 104.1 = 116.55kPa = 104.1 + 79.16 = 91.63kPa = 79.16 + 55.2 = 67.18kPa => Độ lún móng: S = S= β0 E0 ∑ (σ tbigl hi ) , lấy β = 0.6 cho lớp cát 0.6 × [ (143.665 + 134.865 + 116.55 + 91.63 + 67.18) × 1.0] = 0.0281m 11793 SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV: 20460094 Trang173 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khóa 2006 GVHD: Th.S NG K MINH S = 2.81cm < [ S ]gh = 8cm (thỏa) 7.3.3.4 Kết cấu móng: Kích thước cột 0.6x0.6=0.36m2 d Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện tuyệt đối cứng: Bd − bc 2.7 − 0.6 = = 1.05m 2 chọn h0=1.2m lớp bảo vệ a=0.2m Ld − ac 2.7 − 0.6 = = 1.05m h0 = 2 h0 = e Kiểm tra điều kiện xuyên thủng: - Do ta chọn chiều cao đài theo điều kiện tuyệt đối cứng nên không cần kiểm tra điều kiện xuyên thủng đài f Tính cốt thép: 600 Tính cốt thép: Xem đài ngàm chân cột : M = 0.7 × ( P3 + P6 + P9 ) = 0.7 × (701.55 + 702.63 + 703.71) = 700 1475.52 KN m Fa1 = 1475.52 ×100 = 34.44cm 0.9 × 34 ×120 200 100 Chọn 18φ16a100 coù Fa = 36.198cm2 P2+P5+P8 P3+P6+P9 SVTH: NGUY N M U NGH A 1200 MSSV: 20460094 Trang174 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khóa 2006 GVHD: Th.S NG K MINH 7.3.4 TÍNH TOÁN MÓNG M3: 7.3.4.1 Xác định số lượng cọc móng: Ký hiệu Móng Điểm nút M3 32 Nmin Mx-tư My-tư Qx-max Qy-max Cột (KN) (KNm) (KNm) (KN) (KN) C1 -729.9 -2.42 -41.1 8.8 -35.2 N tt = 727.9 kN M tty = 41.1kNm Tải trọng: M xtt = 2.42 kNm Sơ tính : n= N tt 727.9 = 1.4 × = 0.93 ⇒ chọn n = 2coc Pc 1100 Bố trí cọc đài: - Khoảng cách tâm cọc biên đến mép đài là: D = 35cm ; - Khoảng cách tim cọc : 3D ≈ 100cm 1000 500 500 Y 350 1000 1700 X 350 Hình 7.4: Tiết diện đài cọc cách bố trí cọc ñaøi SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV: 20460094 Trang175 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khóa 2006 GVHD: Th.S NG K MINH Tọa độ đầu cọc x1 = -0.5m x2 = 0.5m ∑ xi2 = x12 + x22 = (2 × 0.5)2 = 0.5m2 y1 = y = ∑ yi2 = Khối lượng móng khối quy ước - Khối móng quy ước: Wqu = Bd Ld hm γ tb' = 1×1.7 × 2.2 × ( 22.26 − 10 ) = 45.85kN - Tải trọng truyền xuống đáy đài: N dtt = N1tt + Wqu = 727.9 + 45.85 = 773.75kN M dtt = M ytt = 41.1 kN m M dtt = M xtt = 2.42 kN m ta không đưa giá trị lực ngang Hmax vào đáy đài nguyên tắc móng cọc đài thấp, nghóa với chiều sâu hm chọn áp lực bị động Pp đất cân với lực ngang Hmax này, không tác dụng - - Tải trọng trung bình tác dụng lên đầu cọc N tt 773.75 Ptb = d = = 386.9kN n Tải trọng tác dụng lên đầu cọc: Pcmax = Ptb ± My ×x n ∑ xi2 i =1 ± Mx × y n ∑y i =1 i 41.1× ( −0.5 ) = 345.8kN 0.5 41.1× 0.5 P2 = 386.9 + = 428kN 0.5 P1 = 386.9 + Với Pmax = 428kN < Pc = 0.94 ×1100 = 1034kN (thỏa) (Lấy hệ số nhóm cho cọc cọc biên E = 0.94) 7.3.4.2 Kiểm tra ứng suất đáy mũi cọc: Tải trọng dùng trường hợp tải trọng tiêu chuẩn Ký hiệu Nmin Mx-tư My-tư Qx-max Qy-max Móng Điểm nút Cột (KN) (KNm) (KNm) (KN) (KN) M3 32 C1 -608.25 -2 34.3 7.3 -29.3 SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV: 20460094 Trang176 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khóa 2006 GVHD: Th.S NG K MINH c Xác định kích thước khối móng quy ước: Tính ωtb ma sát lớp đất bên hông cọc: ϕ L + ϕ L + ϕ L + ϕ L + ϕ L ϕtb = 1 2 3 4 5 L1 + L2 + L3 + L4 + L5 17 × 2.2 + 16030 '× + 27 015'× + 15030 '× + 280 × = = 20019 ' 2.2 + + + + 0.35 0.35 + = 1.35m 2 0.35 0.35 B' = + = 0.35m 2 Ta coù: L ' = 1+ -  20019 '  ϕ  Bm = B '+ × Z c × tg   = 0.35 + × 19.2 × tg   = 3.8m 4    20019 '  ϕ  Lm = L '+ × Z c × tg   = 1.35 + × 19.2 × tg   = 4.8m 4   - Móng khối quy ước mũi cọc Wqu = 3.8 × 4.8 × 25 × ( 22.26 − 10 ) = 5590.56kN - Tải trọng mũi cọc đưa xuống: N mtc = N tc + Wqu = 608.25 + 5590.56 = 6198.81kN tc M mx = 2kN m tc M my = 34.3kN m - Xaùc định độ lệch tâm M tc ex = mx = = 3.2 × 10−4 m tc 6198.81 Nm ey = tc M mx 34.3 = = 5.5 ×10−3 m N mtc 6198.81 Độ lệch tâm nhỏ nên ta không cần phải tính Pmax , Pmin mà cần tính giá trị trung bình: p tb = N mtc 6198.81 = = 339.84kPa Bm Lm 3.8 × 4.8 - Tải trọng tiêu chuẩn mũi cọc m m R tc = tc ( A.Bm γ 2' + B.Z m γ 1' + D.c ) k - Tại mũi cọc c=2.6kPa(có thể bỏ qua), ω = 280 tra bảng ta A = 0.98; B = 4.93; D bỏ qua bỏ qua c - Chọn m1.m2 = 1.1 ; kat = 1.0 1.1 R tc = × ( 0.98 × 3.8 × 9.44 + 4.93 × 305.2 + ) = 1693.8kPa Ptb = 339.84kPa < R tc = 1693.8kPa , thỏa ổn định mũi cọc SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV: 20460094 Trang177 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khóa 2006 GVHD: Th.S NG K MINH 7.3.4.3 Tính độ lún mũi cọc: Theo dẫn thiết kế nhà công trình, quy phạm TCVN 45:1978 ta có công thức S= tính lún: β0 E0 ∑ (σ tbigl hi ) chọn E0 theo hồ sơ địa chất có theo lớp đất mũi ta E0 = 11793kPa; β = 0.6 Tính ứng suất trọng lượng thân đất mũi cọc: Tại mũi cọc (vị trí 0): σ 0bt = 305.2kPa Công thức : σ ibt = σ ibt−1 + γ '× hi Tại vị trí 1: σ 1bt = 305.2 + 9.44 × 1.0 = 314.6kPa Tính ứng suất gây lún mũi cọc: Ta có: n = Từ Lm 4.8 = = 1.2 , lấy hệ số k0 cột 1.2 Bm 3.8 Zm ⇒ k0 sau tính σ igl = k0 × σ 0gl Bm Tại mũi cọc (vị trí 0): σ 0gl = Ptb − σ 0bt = 339.84 − 305.2 = 34.64kPa Tại vị trí 1: Zm Bm = 1.0 3.8 = 0.263 ⇒ k0 = 0.85 ⇒ σ 1gl = 29.4kPa Vị trí ngừng tính lún vị trí 1: Điều kiện: σ 1gl = 29.4kPa < 0.2 × σ 1bt = 0.2 × 352.5 = 70.5kPa • Ứng suất gây lún trung bình: Do lấy theo chiều dài cọc ban đầu nên độ lún nhỏ => Độ lún móng: S = S= β0 E0 ∑ (σ tbigl hi ) , laáy β = 0.6 cho lớp cát 0.6 × [32.01× 1.0] = 1.6 × 10−3 m 11793 S = 0.16cm < [ S ]gh = 8cm (thoûa) SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV: 20460094 Trang178 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khóa 2006 GVHD: Th.S NG K MINH 7.3.4.4 Kết cấu móng: Kích thước cột 0.4x0.4 = 0.16m2 g Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện tuyệt đối cứng: Bd − bc 0.7 − 0.4 = = 0.15m 2 chọn h0 = 0.8m lớp bảo vệ a = 0.2m Ld − ac 1.7 − 0.4 = = 0.65m h0 = 2 h0 = h Kieåm tra điều kiện xuyên thủng: - Do ta chọn chiều cao đài theo điều kiện tuyệt đối cứng nên không điều kiện xuyên thủng đài oa kiểm tra i Tính cốt thép: Tính cốt thép theo phương cạnh dài: 400 Xem đài ngàm chân cột : M = 0.3 × P2 = 0.3 × 428 = 128.4kNm 128.4 ×100 = 5.24cm 0.9 × 34 × 80 800 Chọn 5φ14a150 có Fa = 7.695cm 300 100 200 Fa1 = Tính cốt thép theo phương cạnh ngắn: Lấy theo cấu tạo φ12a200 P2 SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV: 20460094 Trang 179 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khóa 2006 GVHD: Th.S NG K MINH CHƯƠNG SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG Để so sánh hai phương án móng cách xác phức tạp phụ thuộc nhiều yếu tố phương pháp thi công, điều kiện thi công giá thành vật liệu, ảnh hưởng công trình lân cận thi công Do để đơn giản ta so sánh khối lượng vật liệu thi công móng phương án Chọn móng M1, M2 khung trục tính toán để so sánh 8.1 THỐNG KÊ PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC ÉP 8.1.1 Khối lượng đất đào V = n × ( Bd × Ld × H d ) với : ld , bd , hd - chiều dài, chiều rộng, chiều cao đài n – hệ số kể đến độ dốc taluy đào móng chọn n = 1,3 Móng M1 M2 8.1.2 Bđ (m) 2.7 2.7 Lđ (m) 3.7 2.7 Hñ (m) 2.3 2.3 V (m3) 30 22 Khối lượng bêtông Bêtông đài móng V = Bd × Ld × H d Móng M1 M2 Bđ (m) 2.7 2.7 Lñ (m) 3.7 2.7 Hñ (m) 2.3 2.3 V (m3) 23 17 Bêtông lót móng V = Bl × Ll × H l Móng M1 M2 Bđ (m) 2.8 2.8 SVTH: NGUY N M U NGH A Lñ (m) 3.8 2.8 Hñ (m) 0,2 0,2 MSSV: 20460094 V (m3) 2.2 1.6 Trang 180 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khóa 2006 GVHD: Th.S NG K MINH Bêtông cọc V = nc × Fc × lc = nc × ac2 × lc (lc=20.525m) Móng M1 M2 nc (coïc) 12 ac (m) 0.35 0.35 V (m3) 30.2 22.6 8.1.3 Khối lượng cốt thép a Thép đài móng Móng M1: - Theo phương cạnh ngắn dùng 20φ16, chiều dài 2.6m ⇒ khối lượng thép 82.2 daN - Theo phương cạnh dài dùng 16φ20, chiều dài 3.6m ⇒ khối lượng thép 142.1 daN Móng M2: - Theo phương dùng 18φ16, chiều dài 2.6m ⇒ khối lượng thép 94.5 x = 189 daN b Thép cọc Mỗi cọc có 4φ20 + 4φ18, dài 20m Khối lượng thép cọc 356.32 daN - Móng M1 có 12 cọc ⇒ khối lượng thép 4275.84 daN - Móng M2 có cọc ⇒ khối lượng thép 3206.88 daN c Tổng khối lượng thép theo phương án cọc ép (82.2 + 142.1 + 189 + 4275.84 + 3206.88)x1,2 = 9475.2 daN 8.2 THỐNG KÊ PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 8.2.1 Khối lượng đất đào V = n × ( Bd × Ld × H d ) với : ld , bd , hd - chiều dài, chiều rộng, chiều cao đài n – hệ số kể đến độ dốc taluy đào móng chọn n = 1,3 Móng M1 M2 8.2.2 Bñ (m) 3.6 3.4 Lñ (m) 5.4 3.4 Hñ (m) 2.5 1.6 V (m3) 63 24 Khối lượng bêtông Bêtông đài móng V = Bd × Ld × H d Móng Bđ (m) SVTH: NGUY N M U NGH A Lñ (m) Hñ (m) MSSV: 20460094 V (m3) Trang 180 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khóa 2006 M1 M2 3.6 3.6 GVHD: Th.S 5.4 3.6 2.5 1.6 48 21 Hñ (m) 0,2 0,2 V (m3) 3.9 2.6 NG K MINH Bêtông lót móng V = Bl × Ll × H l Móng M1 M2 Bđ (m) 3.6 3.6 Lđ (m) 5.4 3.6 Bêtông cọc V = nc × Fc × lc = nc × Móng M1 M2 8.2.3 nc (coïc) π D2 D (m) 0.8 0.8 × 30 V (m3) 90.5 60.5 Khối lượng cốt thép a Thép đài móng Móng M1: - Theo phương cạnh ngắn dùng18φ25, chiều dài 3.3m ⇒ khối lượng thép 228.9 daN - Theo phương cạnh dài dùng 27φ20, chiều dài 5.1m ⇒ khối lượng thép 339.5 daN Móng M2: - Theo phương cạnh ngắn dùng18φ20, chiều dài 3.3m ⇒ khối lượng thép 292 daN b Thép cọc Mỗi cọc có 10φ18, dài 30m ( chiều dài cắt thép chọn theo biểu đồ momen Mz kiểm tra tải trọng ngang theo kinh nghiệm cắt thép 2/3 chiều dài cọc ) Khối lượng thép cọc 519.5 daN - Móng M1 có cọc ⇒ khối lượng thép 3117daN - Móng M2 có cọc ⇒ khối lượng thép 2078 daN c Tổng khối lượng thép theo phương án cọc khoan nhồi (228.9 +339.5 + 292 + 3117 + 2078)x1,2 = 7266.48 daN SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV: 20460094 Trang 180 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khóa 2006 GVHD: Th.S NG K MINH 8.3 SO SÁNH HAI PHƯƠNG ÁN MÓNG: Móng Khối lượng đất đào (m3) Khối lượng bêtông (m3) Khối lượng thép (daN) Cọc ép 52 96.6 9475.2 Cọc khoan nhồi 87 226.5 7266.48 Để so sánh lựa chọn phương án móng cho công trình ta dựa vào yếu tố sau: 8.3.1 Điều kiện kó thuật: Cả hai phương án có đủ khả chịu tải trọng công trình truyền xuống, điều kiện độ lún điều kiện ổn định Đối với trường hợp móng cọc khoan nhồi ưu việt khả chịu lực lớn hạ độ sâu cọc tới độ sâu tối đa mà kó thuật thi công cho phép để tăng khả chịu lực cọc dung dịch Ben tonite dể gây ảnh hưởng đến môi trường xung quanh công trình, cọc ép ép xuống sâu lúc cọc mảnh thiết bị để ép sâu (thường ép xuống tới độ sâu khoảng 30 m cọc có khả chịu tải trọng 1000 kN) Do đất Tp.Pleiku đất tốt cứng nên ép cọc khó đạt dến độ sâu thiết kế Điều kiện bắt buộc Qtc < Qu < PVL , mà phương án cọc ép ta tính Qtc < PVL ≈ Qu nên cọc ép khó đến độ sâu thiết kế 8.3.2 Điều kiện thi công: Cả hai phương án có đầy đủ thiết bị thi công cần thiết Cọc ép thi công đơn giản thường hay gặp cố trình thi công gặp phải đá ngầm, ép qua lớp đất cứng, đất cát… Cọc khoan nhồi thi công phức tạp cọc ép thi công qua lớp đất cứng, gặp cố trình thi công SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV: 20460094 Trang 180 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Khóa 2006 GVHD: Th.S NG K MINH 8.4 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN: Dựa vào điều kiện so sánh trên, ưu nhược điểm phương án nêu phần tính toán phương án móng quy mô công trình tương đối lớn (18 tầng, mặt 34.65m×29.3m) nên ta chọn phương án MÓNG CỌC KHOAN NHỒI để áp dụng cho công trình SVTH: NGUY N M U NGH A MSSV: 20460094 Trang 180