(Tiểu luận) đề tài thiết kế chung cư sky garden tower

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH v DANH MỤC BẢNG BIỂU vii BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH Nhu cầu xây dựng cơng trình giới thiệu cơng trình Vị trí cơng trình Qui mô đặc điểm cơng trình Giải pháp kiến trúc Mặt phân khu chức Giải pháp mặt đứng hình khối Giải pháp hệ thống giao thông Giải pháp kết cấu kiến trúc CHƯƠNG 2: TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG VÀO CƠNG TRÌNH Tổng quan Lựa chọn giải pháp kết cấu Hệ kết cấu chịu lực Hệ kết cấu sàn Ngun tắc tính tốn kết cấu Nhóm trạng thái giới hạn thứ Nhóm trạng thái giới hạn thứ Phương pháp xác định nội lực Vật liệu sử dụng Sơ kích thước kết cấu Sơ kích thước dầm: Sơ kích thước sàn: Sơ kích thước vách: Tải trọng tác dụng lên sàn Tải đứng tác dụng lên cơng trình Hoạt tải 10 Tải trọng gió tác động 11 Tải động đất 19 Tổ hợp tải trọng 22 Tổ hợp tải trọng gió 22 i h Tổ hợp tải trọng động đất 22 Các trường hợp tổ hợp cấu trúc tổ hợp 23 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH 25 MỞ ĐẦU 25 TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG 25 TÍNH TỐN CỐT THÉP CHO SÀN 25 Phương án tính nội lực 25 Tính tốn nội lực sàn điển hình 25 Tính tốn thép sàn 25 Kiểm tra độ võng sàn 28 Kiểm tra nứt sàn 28 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẦU THANG 30 KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC VÀ SƠ BỘ TÍNH TỐN 30 Kích thước hình học 30 Cấu tạo cầu thang 30 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CẦU THANG 30 Tĩnh tải tác dụng lên chiếu nghỉ 30 Tĩnh tải tác dụng lên thang nghiêng 31 Hoạt tải 31 TÍNH TỐN NỘI LỰC CHO VẾ THANG 32 Tính tốn nội lực thang phần mềm Etabs 32 Nhận xét kết tính tốn cốt thép phương pháp 37 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN BỂ NƯỚC 38 CÁC KÍCH THƯỚC BỂ NƯỚC 38 TÍNH TỐN BỂ NƯỚC 39 Tải trọng tác động 39 Mơ hình bể nước mái 40 Tính tốn cốt thép bể nước 41 Tính tốn dầm bể nước 44 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG 54 Mở đầu 54 mơ hình tính toán etabs 54 Tổ hợp tải trọng kiểm tra chuyển vị đỉnh cơng trình 54 Kiểm tra ổn định chống lật 56 TÍNH TỐN CỐT THÉP DẦM 57 Sơ đồ bố trí dầm: 57 ii h Trình tự tính tốn: 58 Tính tốn cốt đai: 58 Tính cốt treo: 60 Neo nối cốt thép: 60 tính tốn cốt thép khung 61 Tính toán cốt thép vách 61 Kết tính toán cốt thép vách 66 CHƯƠNG 7: TÍNH TỐN MĨNG CƠNG TRÌNH 67 TỔNG QUAN VỀ NỀN MÓNG 67 THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 67 TÍNH TỐN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 68 Thống kê số liệu tính tốn 68 Phương án thiết kế móng 68 Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc 69 Sức chịu tải theo tiêu lý đất 70 Theo tiêu cường độ đất (phụ lục G TCVN 10304:2014) 71 Sức chịu tải cọc theo thí nghiệm SPT: 74 Xác định sức chịu tải thiết kế 76 Thiết kế móng M1 77 Xác định số lượng cọc bố trí cọc 77 Kiểm tra áp lực đất tác dựng mũi cọc: 78 Kiểm tra lún cho móng 80 Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng: Pcx > Pxt 81 Kiểm tra sức chống cắt đài móng M1 82 Bố trí thép cho đài móng 82 Thiết kế móng M2 83 Xác định số lượng cọc bố trí cọc 83 Kiểm tra áp lực đất tác dựng mũi cọc: 84 Kiểm tra lún cho móng 87 Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng: Pcx > Pxt 88 Kiểm tra sức chống cắt đài móng M2 88 Bố trí thép cho đài móng 89 Thiết kế móng M3 89 Xác định số lượng cọc bố trí cọc 89 Kiểm tra áp lực đất tác dựng mũi cọc: 91 Kiểm tra lún cho móng 93 iii h Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng: Pcx > Pxt 95 Kiểm tra sức chống cắt đài móng M3 96 Bố trí thép cho đài móng 96 Thiết kế móng M4 (M –LTM) 97 Xác định số lượng cọc bố trí cọc 97 Kiểm tra áp lực đất tác dựng mũi cọc: 99 Kiểm tra lún cho móng 101 Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng: Pcx > Pxt 103 Kiểm tra sức chống cắt đài móng M4 103 Bố trí thép cho đài móng 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 iv h DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Mặt kiến trúc tầng điển hình Hình 2: Các lớp cấu tạo sàn điển hình Hình 3: Hệ tọa độ xác định hệ số không gian ν 14 Hình 4: Bảng phân vùng gia tốc gia tốc theo địa danh hành 19 Hình 5: Biểu đồ phổ thiết kế theo phương ngang 22 Hình 1: Mặt bố trí sàn 26 Hình 2: Dãy Strip theo phương X 27 Hình 3: Moment Strip theo phương X 27 Hình 4: Dãy Strip theo phương Y 27 Hình 5: Moment Strip theo phương Y 27 Hình 6: Độ võng sàn 28 Hình 1: Mặt kiến trúc cầu thang 30 Hình 2: Sơ đồ tính tốn thang 32 Hình 3: Tĩnh tải hoạt tải cầu thang 32 Hình 4: Kết nội lực Moment cầu thang 33 Hình 5: Kết lực cắt cầu thang 33 Hình 6: Kết phản lực gối cầu thang 33 Hình 7: Sơ đồ tính dầm chiếu tới 34 Hình 8: Nội lực dầm chiếu tới 34 Hình 9: Biểu đồ lực cắt 34 Hình 10: Mơ hình 3D 36 Hình 11: Nội lực gối 37 Hình 12: Nội lực nhịp 37 Hình 1: Mơ hình tính tốn bể nước SAP 2000 39 Hình 2: Mơ hình tính tốn bể nước SAP 2000 40 Hình 3: Biểu đồ Moment nắp theo phương X Y 41 Hình 4: Chuyển vị nắp 42 Hình 5: Biểu đồ Monent đáy theo phương X Y 42 Hình 6: Chuyển vị đáy 43 Hình 7: Biểu đồ Moment thành 44 Hình 8: Biểu đồ Moment thành 44 Hình 9: Nội lực dầm DN1 vị trí gối nhịp 44 Hình 10: Nội lực dầm DN3 vị trí gối nhịp 45 Hình 11: Nội lực dầm DN2 vị trí gối nhịp 45 Hình 12: Nội lực dầm DN4 vị trí gối nhịp 45 Hình 13: Nội lực dầm DD1 vị trí gối nhịp 48 Hình 14: Nội lực dầm DD3 vị trí gối nhịp 48 Hình 15: Nội lực dầm DD2 vị trí gối nhịp 48 Hình 16: Nội lực dầm DD4 vị trí gối nhịp 49 Hình 17: Nội lưc chân cột bể nước 53 Hình 1: Mơ hình khung khơng gian ETBAS 54 Hình 2: Chuyển vị đỉnh cơng trình lớn 55 Hình 3: Biểu đồ bao moment khung trục 56 Hình 4: Sơ đồ bố trí dầm 57 Hình 5: Biểu đồ bao moment (Comb bao) 58 Hình 6: Nội lực vách cứng 61 v h Hình 7: Phân chia vùng chịu lực mặt cắt ngang mặt đứng vách 61 Hình 8: Tiết diện vách tính tốn 65 Hình 1: Biểu đồ sức kháng cắt khơng nước 72 Hình 2: Mặt móng M1 77 Hình 3: Phản lực đầu cọc móng M1 (COMBBAO Max) 77 Hình 4: Phản lực đầu cọc móng M1 (COMBBAO Min) 78 Hình 5: Khối móng quy ước cho móng cọc (M1) 78 Hình 6: Mặt cắt tháp xuyên thủng móng M1 81 Hình 7: Biểu đồ momen theo phương X (M1) 82 Hình 8: Biểu đồ momen theo phương Y (M1) 82 Hình 9: Mặt móng M2 83 Hình 10: Phản lực đầu cọc móng M2 (COMBBAO Max) 84 Hình 11: Phản lực đầu cọc móng M2 (COMBBAO Min) 84 Hình 12: Khối móng quy ước cho móng cọc (M2) 85 Hình 13: Mặt cắt tháp xuyên thủng móng M2 88 Hình 14: Biểu đồ momen theo phương X (M2) 89 Hình 15: Biểu đồ momen theo phương Y (M2) 89 Hình 16: Mặt móng M3 90 Hình 17: Phản lực đầu cọc móng M3 (COMBBAO Max) 90 Hình 18: Phản lực đầu cọc móng M3 (COMBBAO Min) 91 Hình 19: Khối móng quy ước cho móng cọc (M3) 91 Hình 20: Mặt cắt tháp xun thủng móng M3 95 Hình 21: Biểu đồ momen theo phương X (M3) 96 Hình 22: Biểu đồ momen theo phương Y (M3) 96 Hình 23: Mặt móng M4 97 Hình 24: Phản lực đầu cọc móng M4 (COMBBAO Max) 98 Hình 25: Phản lực đầu cọc móng M4 (COMBBAO Min) 98 Hình 26: Khối móng quy ước cho móng 48 cọc (M4) 99 Hình 27: Mặt cắt tháp xuyên thủng móng M4 103 Hình 28: Biểu đồ momen theo phương X (M4) 104 Hình 29: Biểu đồ momen theo phương Y (M4) 104 vi h DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Bê tông sử dụng Bảng 2: Giá trị cường độ module thép Bảng 3: Sơ kích thước tiết diện dầm Bảng 4: Tải trọng lớp cấu tạo hoàn thiện sàn tầng điển hình Bảng 5: Tải trọng lớp hoàn thiện sàn nhà vệ sinh Bảng 6: Tải trọng lớp hoàn thiện sàn tầng hầm Bảng 7: Tải trọng lớp hoàn thiện sàn tầng mái Bảng 8: Tải trọng lớp hoàn thiện sàn ban công, hành lang Bảng 9: Tĩnh tải tác dụng tường 200 mm 10 Bảng 10: Tĩnh tải tác dụng tường 100 mm 10 Bảng 11: Tĩnh tải tường xây tầng điển hình 10 Bảng 12: Bảng giá trị hoạt tải loại phòng 11 Bảng 13: Giá trị thành phần tĩnh tải trọng gió hình học 12 Bảng 14: Kết phân tích dao động tần số cơng trình 13 Bảng 15: Bảng tra hệ số tương quan không gian ν1 14 Bảng 16: Các tham số ρ χ 14 Bảng 17: Hệ số tương quan không gian áp lực động ν1 15 Bảng 18: Bảng tính gió động theo phương X (mode 1) 15 Bảng 19: Bảng tính gió động theo phương X (mode 4) 16 Bảng 20: Bảng tính gió động theo phương X 17 Bảng 21: Bảng tính gió động theo phương Y (mode 3) 17 Bảng 22: Khối lượng tầng 18 Bảng 23: Giá trị đại lượng tính động đất 19 Bảng 24: Giá trị tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi 20 Bảng 25: Giá trị phổ phản ứng thiết kế 21 Bảng 26: Các trường hợp tổ hợp tải trọng 23 Bảng 27: Các trường hợp tổ hợp tải trọng (động đất) 24 Hình 1: Mặt bố trí sàn 26 Hình 2: Dãy Strip theo phương X 27 Hình 3: Moment Strip theo phương X 27 Hình 4: Dãy Strip theo phương Y 27 Hình 5: Moment Strip theo phương Y 27 Hình 6: Độ võng sàn 28 Bảng 1: Các lớp cấu tạo chiếu nghỉ 31 Bảng 2: Tĩnh tải nghiêng thang 31 Bảng 3: Bảng kết tính tốn cốt thép thang 34 Bảng 4: Bảng kết tính tốn dầm 34 Bảng 5: Bảng kết tính toán cốt thép thang (3D) 37 Bảng 1: Bảng tĩnh tải sàn nắp 39 Bảng 2: Bảng tĩnh tải sàn đáy 39 Bảng 3: Kết tính tốn cốt thép nắp 41 Bảng 4: Kết tính tốn cốt thép đáy 43 Bảng 5: Kết tính tốn cốt thép thành 44 Bảng 6: Kết giá trị nội lực dầm nắp 46 Bảng 7: Bảng tính cốt thép dầm nắp 46 Bảng 8: Kết giá trị nội lực dầm đáy 49 Bảng 9: Bảng tính cốt thép dầm đáy 49 vii h Bảng 1: Chuyển vị đỉnh cơng trình 55 Bảng 2: Nội lực vách tầng điển hình 64 Bảng 1: Thống kê số liệu địa chất thiết kế 67 Bảng 2: Thông số bê tông 68 Bảng 3: Thông số cốt thép 68 Bảng 4: Dữ liệu cọc 68 Bảng 5: Bảng tính sức kháng thành theo tiêu lí 70 Bảng 6: Lực ma sát thành cọc lớp đất cát 72 Bảng 7: Lực ma sát thành cọc lớp đất sét 73 Bảng 8: Lực ma sát thành cọc lớp đất cát 74 Bảng 9: Lực ma sát thành cọc lớp đất sét 75 Bảng 10: Bảng tổng hợp sức chịu tải vách 76 Bảng 11: Bảng tổng hợp sức chịu tải lõi thang máy 76 Bảng 12: Phản lực chân vách P22 77 Bảng 13: Bảng tính thép móng M1 83 Bảng 14: Phản lực chân vách P23 83 Bảng 15: Bảng tính lún móng M2 87 Bảng 16: Bảng tính thép móng M2 89 Bảng 17: Phản lực chân vách P60 89 Bảng 18: Bảng tính lún móng M3 94 Bảng 19: Bảng tính thép móng M3 96 Bảng 20: Phản lực chân vách P61 (M4) 97 Bảng 21: Bảng tính lún móng M4 102 Bảng 22: Bảng tính thép móng M4 (M–LTM) 104 viii h TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên: NGUYỄN THÀNH LONG - MSSV: 14149095 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Cơng trình Xây dựng Tên đề tài: Thiết kế chung cư SKY GARDEN TOWER Họ tên giảng viên hướng dẫn: TS NGUYỄN VĂN HẬU NHẬN XÉT: Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày 03 tháng 01 năm 2019 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) TS Nguyễn Văn Hậu h TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên: NGUYỄN THÀNH LONG - MSSV: 14149095 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Cơng trình Xây dựng Tên đề tài: Thiết kế chung cư SKY GARDEN TOWER Họ tên giảng viên phản biện: : TS LÊ ANH THẮNG NHẬN XÉT: Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày 03 tháng 01 năm 2019 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) TS LÊ ANH THẮNG h Hình 18: Phản lực đầu cọc móng M3 (COMBBAO Min) - Ta có: Pmax = 6119.93 (kN) < Ptk = 7483 (kN) → Thỏa điều kiện cọc không bị phá hoại Pmin = 3915.62 (kN) > → Thỏa điều kiện cọc không bị nhổ Kiểm tra áp lực đất tác dựng mũi cọc: * Xác định kích thước khối móng quy ước: Quan niệm cọc đất cọc làm việc đồng thời khối móng đồng đặt lớp đất bên mũi cọc Mặt truyền tải khối móng quy ước mở rộng so với diện tích đáy đài với góc mở (theo mục 7.4.4, TCVN 10304:2014) - Góc ma sát trung bình: ϕi h i 18.83 × 0.9 + 28.73 × 2.1 + 10.03 × 2.2 + 13.57 × 3.8 + 16.6 × 41 ∑= = ϕtb 0.9 + 2.1 + 2.2 + 3.8 + 41 ∑ hi - = 16.63 → - ϕtb = 4.16 Trong đó: ϕi: Góc ma sát tính tốn lớp đất có chiều dày li mà cọc xuyên qua; hi : Chiều dài đoạn cọc lớp đất thứ “i” Hình 19: Khối móng quy ước cho móng cọc (M3) - Diện tích đáy khối móng quy ước tính theo cơng thức: Aqu = Lqu × Bqu: 91 h ϕ  Bqu = (Bd − D) + Lc tan  tb  = (6 − 1) + × 50 × tan(4.16) = 12.27(m)   ϕ  Lqu = (Dd − D) + Lc tan  tb  = (8 − 1) + × 50 × tan(4.16) = 14.27(m)   A qu = Bqu × Lqu = 12.27 × 14.27 = 175.09(m ) - - Theo 4.6.9, TCVN 9362 – 2012, áp lực tính tốn tác dụng lên đất nền: m1m R II (Abγ II + Bhγ 'II + DcII ) = k tc Trong đó: • ktc: Hệ số độ tin cậy, ktc = 1.1 đặc trưng tính tốn lấy trực tiếp từ bảng thống kê (Tra theo Điều 4.6.11 TCVN 9362–2012) • m1 : Hệ số điều kiện làm việc đất (đặt móng lớp đất 4),lấy m1 = 1.2 (Tra Bảng 15 theo Điều 4.6.10 TCVN 9362–2012) • m2 : Hệ số điều kiện làm việc cơng trình tác động qua lại với đất nền, phụ thuộc vào tỷ lệ kích thước cơng trình, m2 = (Tra Bảng 15 theo Điều 4.6.10 TCVN 9362–2012) • Chiều sâu đáy móng quy ước -67.8 m ứng với lớp đất thứ có , c = 63.9 kN/m2 + A,B,D: Hệ số phụ thuộc vào góc ma sát lấy theo bảng 14 TCVN 9362-2012: A = 0.381, B = 2.52, D = 5.086 + b: Cạnh bé đáy móng qui ước b = 12.27 m + h = Df + Lc = 52m + γ II : Dung trọng lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở xuống (lớp 4), lớp đất mực nước ngầm nên γ= 20.5 − 10 = 10.5(kN / m ) II + γ 'II : Dung trọng lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở lên lớp đất mực nước ngầm nên γ II 0.9 ×10.1 + 2.1×11 + 2.2 ×10.1 + 3.8 ×10 + 41×10.5 = 10.46(kN / m ) 0.9 + 2.1 + 2.2 + 3.8 + 41 R II = 1.2 ×1 × (0.381× 9.73 ×10.5 + 2.52 × 62 ×10.47 + 5.086 × 63.9)= 2399.7(kN / m ) 1.1  Trọng lượng khối móng qui ước: - Khối lượng đất khối móng qui ước W= Aqu ∑ zi γi= 175.09 × (0.9 ×10.1 + 2.1×11 + 2.2 ×10.1 + 3.8 ×10 + 41×10.5)= 91556.31(kN) - Trọng lượng cọc: Wc =n c γ bt A p Lc =6 × 25 × 0.785 × 50 =5887.5 (kN) - Trọng lượng đài móng: Wd =γ bt h d Ad =25 × × × =2400(kN) - Trọng lượng đất bị cọc chiếm chỗ : Wdc = n c A p ∑ hi γi = × 0.785 × (0.9 ×10.1 + 2.1×11 + 2.2 ×10.1 + 3.8 ×10 + 41×10.5) = 2462.91(kN) - Trọng lượng đất bị đài chiếm chỗ: Wdd = Ad hi γi = × × ×10.1 = 969.6(kN)  Trọng lượng khối móng qui ước 92 h W qu =W + Wc + Wd − Wdc − Wdd = 91556.31 + 5887.5 + 2400 − 2462.91 − 969.6 = 96411.3(kN)  Dưới khối móng qui ước: - Tải trọng qui đáy đài N dtc =N tc + Wqu =25227.23 + 96411.3 =121639 (kN) tc = N N tt 29011.32 = = 25227.23(kN) 1.15 1.15 tt tt tc tc M x Q x × h d 5.37 −176.74 × M xd = Mx = + = + = −302.70(kNm) - 1.15 1.15 M tty Q tty × h d 1.15 1.15 −1076.12 2.01× + = + = −932.26(kNm) M tc M tc yd = y = 1.15 1.15 1.15 1.15 Moment chống uốn khối móng qui ước Lqu Bqu 14.93 ×12.27 = = 358.06 (m3 ) 6 Bqu Lqu 12.27 ×14.27 = = 416.43(m3 ) Wy = 6 = Wx - Ứng suất đáy khối móng qui ước tc σmax = M tc N dtc M tc yd 121639 −302.70 −932.26 xd + + = + + = 697.81(kN / m ) A qu Wx Wy 175.09 358.06 416.43 tc σmin = M tc N dtc M tc yd 121639 −302.70 −932.26 xd − − = − − = 691.64 (kN / m ) A qu Wx Wy 175.09 358.06 416.43 σ tc tb= N dtc 121639 = = 694.72 (kN / m ) A qu 175.09 - Ứng suất đáy móng M1  Điều kiện ổn định : σ tc =697.81(kN / m ) < 1.2R =1.2 × 2399.7 =2879.64 (kN / m ) II  max  tc = = / m ) < R II 2399.7 (kN / m ) σ tb 694.72 (kN  tc = σmin 691.64 (kN / m ) > - Vậy đáy khối móng qui ước thỏa điều kiện ổn định Kiểm tra lún cho móng - Chia lớp đất mũi cọc thành nhiều phân lớp có chiều dày hi=0.5m Tính ứng suất gây lún thỏa điều kiện σnbt ≥ 5σngl (vị trí ngừng tính lún) với: Wqu 96411.3 bt σ= = = 550.64 (kN/m ) A qu 175.09 σibt = σ(ibt−1) + γ i h i Trong đó: 93 h gl k 0i × σgl(i −1) : Ứng suất gây lún đáy lớp thứ “i” σ= i koi: tra bảng phụ thuộc vào tỉ số Lm z (bảng C.1, TCVN 9362-2012) Bm Bm N tc 25227.23 σ= = = 144.09(kN/m ) A qu 175.09 Ta có: gl σi bt 550.64 = = 3.82 < → Cần tính lún cho móng σi gl 144.09 m2 cm )= 0.027 ×10−2 ( ) kN kG Tính độ lún lớp phân tố z (z = 0.5 m : bề rộng lớp phân tố) sau: = S a1− × ∆p × z i Theo thơng số địa chất ta có hệ số nén lún a1− =0.027( - Bảng 18: Bảng tính lún móng M3 phân tố Z (m) z/b ko σbt (kN/m2) σgl (kN/m2) h (m) 0.000 1.0000 550.640 144.090 55.000 0.5 0.041 0.9810 571.140 141.352 p1 (kN/m2) p2 (kN/m2) ∆p a S (m) 560.890 703.611 142.721 0.00003 0.004 Tiếp tục Tiếp tục 56.000 581.390 1.0 0.081 0.8878 591.640 127.923 1.5 0.122 0.7444 612.140 107.261 716.028 134.638 0.00003 0.004 Tiếp tục 57.000 601.890 719.482 117.592 0.00003 0.003 622.390 719.262 96.872 0.00003 0.003 0.014 58.000 điểm dừng Tổng S dừng Dừng - Ta có lớp phân tố thứ có σ bt = 612.14(kN/m ) > 5×σ gl = 536.3(kN/m ) ⇒ Dừng tính lún - Tổng độ lún móng: S = 0.014 (m) = 1.4cm < 10cm ⇒ Thỏa điều kiện lún móng 94 h Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng: Pcx > Pxt Hình 20: Mặt cắt tháp xuyên thủng móng M3 Chọn a = 50 cm , h0 = h – a = 2000 – 50 = 1950 cm, bê tông B30  Lực chống xuyên thủng(TVCN 5574:2012) theo phương X (Pcx1)và Y(Pcx2): h 1.95 Pcx1 = R bt U m h 0 =1.2 ×103 ×14.2 ×1.95 × = 259178.4(kN) c1 0.25 h 1.95 Pcx2 = R bt U m h 0 =1.2 ×103 ×14.2 ×1.95 × = 99684(kN) c2 0.65 = → Pcx min(P= cx1, Pcx2 ) 99684(kN) u tr + u d × (2.5 + 3.7) + × (3 + 5) = Um = = 14.2m 2 Um : giá trị trung bình chu vi đáy đáy tháp nén thủng hình thành bị nén thủng  Lực xuyên thủng (có cọc ngồi diện dích xun thủng) P= xt Pi ∑= 6119.93 ×= 36719.58 (kN) = Pxt 36719.93 kN = < Pcx 99684 kN → Chiều cao đài thỏa điều kiện xuyên thủng 95 h Kiểm tra sức chống cắt đài móng M3 - Đài móng M3 có Q max =176.74 kN Khả chịu cắt bê tông : Q b = ϕb3 (1 + ϕf + ϕn )R bt bh (Theo công thức 76, mục 6.2.3.3 tiêu chuẩn TCVN 5574 – 2012) Q= 176.74 < Q b = 0.6 × (1 + + 0) × 1.05 × 103 × × 1.95= 7371kN - - Đài móng có khả chịu cắt, ta khơng cần đặt cốt đai Bố trí thép cho đài móng Hình 21: Biểu đồ momen theo phương Hình 22: Biểu đồ momen theo phương X (M3) Y (M3) Công thức tính thép cho đài móng: Chọn agt lớp agt.d = angàm + 20 = 150 + 20 = 170 (mm) Chọn agt lớp agt.t = 50 (mm) Bề rộng tính tốn b = 1000 (mm) h = H d − a gt → α m = - ξR b bh M → ξ = − − 2α m → A s = R b bh Rs Bố trí thép cấu tạo lớp cho phương X phương Y là: Ø12a200 Bảng 19: Bảng tính thép móng M3 Phương X Y M M/1m (kNm) (kNm) 13625.6 1703.2 17365.1 2894.2 Bề rộng strip (m) h0 αm ζ As μ% Chọn thép As, chọn (mm) (mm2) Ø a (mm2) 1830 0.03 0.03 2556.9 0.140 25 190 2584 1830 0.051 0.052 4432.1 0.242 32 180 4468 96 h THIẾT KẾ MÓNG M4 (M –LTM) Xác định số lượng cọc bố trí cọc Chọn nội lực tính móng: (Nmax, Mxtu, Mytu, Qxtu, Qytu Bảng 20: Phản lực chân vách P61 (M4) Vách Load Ntt (kN) Qxtt (kN) Qytt (kN) Mxtt (kN.m) Mytt (kN.m) P61 COMB18 -239048.64 -612.14 -740.33 -5463.34 212780.41 - Sơ số lượng cọc: - Sức chịu tải cọc sử dụng: Rcd = Ncd = 7578 (kN) N tt 236048 = 1.4× = 43.6 → Chọn 48 cọc (bao phủ tất vách lõi thang N cd 7578 máy thỏa điều kiện Pmax < Ptk ) n coc = 1.4× - Chọn kích thước đài cọc bố trí sau: Hình 23: Mặt móng M4 97 h - Khoảng cách tim cọc s = 3d = 3*1 = 3m Khoảng cách từ tim cọc tới mép đài s = d = 1m Hình 24: Phản lực đầu cọc móng M4 (COMBBAO Max) Hình 25: Phản lực đầu cọc móng M4 (COMBBAO Min) - Ta có: Pmax = 7485.91 (kN) < Ptk = 7578 (kN) → Thỏa điều kiện cọc không bị phá hoại Pmin = 2971.04 (kN) > → Thỏa điều kiện cọc không bị nhổ 98 h Kiểm tra áp lực đất tác dựng mũi cọc: * Xác định kích thước khối móng quy ước: Quan niệm cọc đất cọc làm việc đồng thời khối móng đồng đặt lớp đất bên mũi cọc Mặt truyền tải khối móng quy ước mở rộng so với diện tích đáy đài với góc mở (theo mục 7.4.4, TCVN 10304:2014) - Góc ma sát trung bình: ϕi h i 28.73 ×1 + 10.03 × 2.2 + 13.57 × 3.8 + 16.6 × 43 ∑= = ϕtb + 2.2 + 3.8 + 43 ∑ hi - = 16.36 → - ϕtb = 4.09 Trong đó: ϕi: Góc ma sát tính tốn lớp đất có chiều dày li mà cọc xuyên qua; hi : Chiều dài đoạn cọc lớp đất thứ “i” Hình 26: Khối móng quy ước cho móng 48 cọc (M4) - Diện tích đáy khối móng quy ước tính theo cơng thức: Aqu = Lqu × Bqu: ϕ  Bqu = (Bd − D) + Lc tan  tb = (17 − 1) + × 50 × tan(4.09)= 23.15(m)   ϕ  Lqu= (Dd − D) + Lc tan  tb = (23 − 1) + × 50 × tan(4.09)= 29.15(m)   A qu = Bqu × Lqu = 23.15 × 29.15 = 674.82(m ) - - Theo 4.6.9, TCVN 9362 – 2012, áp lực tính tốn tác dụng lên đất nền: m1m = R II (Abγ II + Bhγ 'II + DcII ) k tc Trong đó: • ktc: Hệ số độ tin cậy, ktc = 1.1 đặc trưng tính tốn lấy trực tiếp từ bảng thống kê (Tra theo Điều 4.6.11 TCVN 9362–2012) • m1 : Hệ số điều kiện làm việc đất (đặt móng lớp đất 4),lấy m1 = 1.2 (Tra Bảng 15 theo Điều 4.6.10 TCVN 9362–2012) 99 h • • m2 : Hệ số điều kiện làm việc cơng trình tác động qua lại với đất nền, phụ thuộc vào tỷ lệ kích thước cơng trình, m2 = (Tra Bảng 15 theo Điều 4.6.10 TCVN 9362–2012) Chiều sâu đáy móng quy ước -69.8 m ứng với lớp đất thứ có , c = 63.9 kN/m2 + A,B,D: Hệ số phụ thuộc vào góc ma sát lấy theo bảng 14 TCVN 9362-2012: A = 0.381, B = 2.52, D = 5.086 + b: Cạnh bé đáy móng qui ước b = 24.58 m + h = Df + Lc = 52.5m + γ II : Dung trọng lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở xuống (lớp 4), lớp đất mực nước ngầm nên γ II = 20.5 − 10= 10.5(kN / m ) + γ 'II : Dung trọng lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở lên lớp đất mực nước ngầm nên γ II R II = 1×11 + 2.2 ×10.1 + 3.8 ×10 + 43 ×10.5 = 10.46(kN / m ) + 2.2 + 3.8 + 43 1.2 ×1 × (0.381× 24.58 ×10.5 + 2.52 × 62.5 ×10.47 + 5.086 × 63.9)= 2260.75(kN / m ) 1.1  Trọng lượng khối móng qui ước: - Khối lượng đất khối móng qui ước = 352741.91(kN) W= Aqu ∑ z= i γ i 674.82 × (1×11 + 2.2 ×10.1 + 3.8 ×10 + 43 ×10.5) - Trọng lượng cọc: Wc = n c γ bt A p Lc = 48 × 25 × 0.785 × 50 = 47100 (kN) - Trọng lượng đài móng: Wd = γ bt h d Ad = 25 × 2.5 ×17 × 23 = 24437.5(kN) - Trọng lượng đất bị cọc chiếm chỗ : Wdc = n c A p ∑ hi γi = 48 × 0.785 × (1×11 + 2.2 ×10.1 + 3.8 ×10 + 43 ×10.5)= 19696.09(kN) - Trọng lượng đất bị đài chiếm chỗ: Wdd = Ad hi γi = 17 × 23× 2.5 ×10.1= 9872.75(kN)  Trọng lượng khối móng qui ước W qu =W + Wc + Wd − Wdc − Wdd = 352741.91 + 47100 + 24437.5 − 19696.09 − 9872.75 = 394710.57 (kN)  Dưới khối móng qui ước: - Tải trọng qui đáy đài N dtc =N tc + Wqu =207868.38 + 394710.57 =602578.95(kN) tc = N N tt 239048.64 = = 207868.38(kN) 1.15 1.15 tt tt −5463.34 −612.14 × 2.5 tc M x Q x × h d M tc = M = + = + = −6081.47(kNm) xd x 1.15 1.15 1.15 1.15 tt tt 212780.41 −740.33 × 2.5 tc tc M y Q y × h d = + = M yd = My = + 183417.03(kNm) - 1.15 1.15 1.15 1.15 Moment chống uốn khối móng qui ước 100 h Lqu Bqu 29.15 × 23.152 = Wx = = 2603.69 (m3 ) 6 Bqu L2qu 23.15 × 29.152 = Wy = = 3278.51(m3 ) 6 - Ứng suất đáy khối móng qui ước tc σmax M tc N dtc M tc yd 602578.95 −6081.47 183417.03 xd = + + = + + = 946.56(kN / m ) A qu Wx Wy 674.82 2603.69 3278.51 tc σmin = M tc N dtc M tc yd 602578.95 −6081.47 183417.03 − xd − = − − = 839.34(kN / m ) A qu Wx Wy 674.82 2603.69 3278.51 σ tc tb= N dtc 602578.95 = = 892.95(kN / m ) A qu 674.82 - Ứng suất đáy móng M1  Điều kiện ổn định : σ tc =946.56(kN / m ) < 1.2R =1.2 × 2260.75 =2712.9 (kN / m ) II  max  tc = = / m ) < R II 2260.75(kN / m ) σ tb 892.95(kN  tc = σmin 839.34 (kN / m ) > - Vậy đáy khối móng qui ước thỏa điều kiện ổn định Kiểm tra lún cho móng - Chia lớp đất mũi cọc thành nhiều phân lớp có chiều dày hi=0.5m Tính ứng suất gây lún thỏa điều kiện σnbt ≥ 5σngl (vị trí ngừng tính lún) với: Wqu 394710.57 bt σ= = = 584.91 (kN/m ) A qu 674.82 σibt = σ(ibt−1) + γ i h i Trong đó: gl σ= k 0i × σgl(i −1) : Ứng suất gây lún đáy lớp thứ “i” i koi: tra bảng phụ thuộc vào tỉ số σgl0= Lm z (bảng C.1, TCVN 9362-2012) Bm Bm N tc 207868.38 = = 308.03(kN/m ) A qu 674.82 Ta có: σi bt 584.91 = = 1.9 < → Cần tính lún cho móng σi gl 308.03 - cm m2 )= 0.027 ×10−2 ( ) kG kN Tính độ lún lớp phân tố z (z = 2m : bề rộng lớp phân tố) sau: = S a1− × ∆p × z i Theo thơng số địa chất ta có hệ số nén lún a1− =0.027( 101 h Bảng 21: Bảng tính lún móng M4 phân tố Z (m) z/b ko σbt (kN/m2) σgl (kN/m2) h (m) 0.000 1.0000 584.910 308.030 55.000 0.086 0.9972 605.410 307.168 p2 (kN/m2) ∆p a S (m) 595.160 902.759 307.599 0.00003 0.008 tiếp tục 56.000 615.660 4.0 0.173 0.9793 625.910 301.654 0.9396 646.410 289.425 0.8804 666.910 271.190 0.8089 687.410 249.165 0.7327 707.910 225.694 0.6577 728.410 202.591 0.5873 748.910 180.906 0.5233 769.410 161.192 0.864 0.4663 789.910 143.634 0.00003 0.007 935.090 237.430 0.00003 0.006 932.302 214.142 0.00003 0.006 930.409 191.749 0.00003 0.005 930.209 171.049 0.00003 0.005 tiếp tục 64.000 10 20.0 260.178 tiếp tục 759.160 0.778 937.338 63.000 18.0 0.008 tiếp tục 738.660 0.691 0.00003 62.000 16.0 280.307 tiếp tục 718.160 0.605 936.967 61.000 14.0 0.008 tiếp tục 697.660 0.518 0.00003 60.000 12.0 295.539 tiếp tục 677.160 0.432 931.699 59.000 10.0 0.008 tiếp tục 656.660 0.346 0.00003 58.000 8.0 304.411 tiếp tục 636.160 0.259 920.071 57.000 6.0 điểm dừng tiếp tục 2.0 p1 (kN/m2) 779.660 932.073 152.413 0.00003 0.004 394.955 466.772 71.817 0.00003 0.002 0.067 65.000 11 Tổng S dừng dừng - Ta có lớp phân tố thứ 10 có σ bt = 789.91(kN/m ) > 5×σ gl = 718.117(kN/m ) ⇒ Dừng tính lún - Tổng độ lún móng: S = 0.067 (m) = 6.7cm < 10cm ⇒ Thỏa điều kiện lún móng 102 h Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng: Pcx > Pxt Hình 27: Mặt cắt tháp xuyên thủng móng M4 Chọn a = 50 cm , h0 = h – a = 2500 – 50 = 2450 cm, bê tông B30  Lực chống xuyên thủng(TVCN 5574:2012) h 2.452 Pcx = R bt U m h × =1.2 × 103 × 67.8 × = 498330(kN) c 0.4 × 2.45 u tr + u d × (10.2 + 21.6) + × (14 + 22) = Um = = 67.8m 2 Um : giá trị trung bình chu vi đáy đáy tháp nén thủng hình thành bị nén thủng  Lực xuyên thủng (có 24 cọc ngồi diện dích xun thủng) Pxt= ∑ Pi= 7485.9 × 24= 179661.6 (kN) = Pxt 179661.9kN= < Pcx 498330N → Chiều cao đài thỏa điều kiện xuyên thủng Kiểm tra sức chống cắt đài móng M4 - Đài móng M4 có Q max =612.14 kN Khả chịu cắt bê tông : Q b = ϕb3 (1 + ϕf + ϕn )R bt bh (Theo công thức 76, mục 6.2.3.3 tiêu chuẩn TCVN 5574 – 2012) Q = 612.14 < Q b = 0.6 × (1 + + 0) × 1.05 × 103 × 17 × 2.33= 24954.3 kN - Đài móng có khả chịu cắt, ta khơng cần đặt cốt đai 103 h Bố trí thép cho đài móng - Hình 28: Biểu đồ momen theo phương Hình 29: Biểu đồ momen theo phương X (M4) Y (M4) Cơng thức tính thép cho đài móng: Chọn agt lớp agt.d = angàm + 20 = 150 + 20 = 170 (mm) Chọn agt lớp agt.t = 50 (mm) Bề rộng tính tốn b = 1000 (mm) h = H d − a gt → α m = - ξR b bh M → ξ = − − 2α m → A s = R b bh Rs Bố trí thép cấu tạo lớp cho phương X phương Y là: Ø12a200 Bảng 22: Bảng tính thép móng M4 (M–LTM) Phương X Y M M/1m (kNm) (kNm) 131338 5710.3 121586 7152.1 Bề rộng strip (m) 23 17 h0 αm ζ As μ% Chọn thép As, chọn (mm) (mm2) Ø a (mm2) 2330 0.062 0.064 6945.3 0.298 36 140 7271 2330 0.077 0.080 8681.6 0.373 40 140 8976 104 h TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 2737 : 1995 Tải trọng tác động - Tiêu chuẩn thiết kế - NXB Xây Dựng - Hà Nội 1996 [2] TCVN 229 : 1999 Chỉ dẫn tính tốn thành phần động tải trọng gió theo TCVN 2737 : 1995 - NXB Xây Dựng - Hà Nội 1999 [3] TCVN 5574 : 2012 Kết cấu bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế - NXB Xây Dựng Hà Nội 2012 [4] TCVN 198 : 1997 Nhà cao Tầng - Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối - NXB Xây Dựng - Hà Nội 1999 [5] TCVN 9362 : 2012 Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2012 [6] Nền móng - Châu Ngọc Ẩn - ĐH Bách Khoa TP HCM [7] TCVN 10304 : 2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2014 [8] TCVN 9396 2012 Cọc khoan nhồi – Xác định tính đồng bê tông – phương pháp xung siêu âm [9] TCVN 9386 : 2012 Thiết kế cơng trình chịu động đất - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2012 [10] Sách “Hướng dẫn thiết kế kết cấu nhà cao tầng BTCT chịu động đất theo TCXDVN 375 : 2006” - NXB Xây Dựng [11] Nguyễn Đình Cống, Sàn bê tơng cốt thép toàn khối - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2008 [12] Nguyễn Đình Cống, Tính tốn thực hành cấu kiện BTCT - Tập - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2009 [13] Nguyễn Đình Cống, Tính tốn thực hành cấu kiện BTCT - Tập - NXB Xây Dựng - Hà Nội 2008 [14] Nguyễn Văn Quảng, Nền móng nhà cao tầng - NXB Khoa Học Kỹ Thuật, 2003 105 h