Nguyên lý thiết kế kết cấu công trình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM KHOA XÂY DỰNG MÔN NGUN LÝ THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠNG TRÌNH Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Hoàng Mã số sinh viên: 19520100088 Lớp học phần: 050022001 Giáo viên hướng dẫn: Thầy Trần Quốc Hùng THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 8/2022 MỤC LỤC I Giới thiệu tòa nhà VINCOM LANDMARK 81 II Phân tích hệ kết cấu chịu lực .8 Cơ sở tính tốn: Giải pháp kết cấu chọn Chọn phận cơng trình để tính tốn: 11 III GIỚI THIỆU LÝ THUYẾT TÍNH TỐN VÀ VÍ DỤ MINH HỌA: 16 III.1 BỘ PHẬN CẦU THANG BỘ: 16 III.1.1 Lý thuyết tính tốn 16 III.1.2 Ví dụ minh họa tính tốn thiết kế cầu thang bộ: 35 III.2 BỘ PHẬN MĨNG CƠNG TRÌNH: 46 III.2.1 Lý thuyết tính tốn: 46 III.2.2 Ví dụ minh họa tính tốn thiết kế móng cọc: 61 IV NHẬN XÉT VÀ CẢM NGHỈ VỀ MÔN HỌC: 101 I Giới thiệu tòa nhà VINCOM LANDMARK 81 Landmard 81, tên thức Vincom Landmard 81, tòa nhà trọc trời tổ hợp dự án Vihomes Central Park, dự án có tổng mức đầu tư khoảng 1,45 tỷ USD, công ty Cổ phần đầu tư xây dựng Tân Liên Phát thuộc Vingroup làm chủ đầu tư Tòa tháp cao 81 tầng ( với tầng hầm ), tòa nhà cao Việt Nam, cao Đông Nam Á, đứng thứ 15 giới vào thời điểm hoàn thiện tháng năm 2018 Dự án xây Tân Cảng, quận Bình Thạnh, ven sơng Sài Gịn khởi cơng ngày 26/07/2014 Tịa nhà khai trương đưa vào sử dùng ngày 26/07/2018 Tòa nhà The Landmark 81 có độ cao 461,3m, có 81 tầng xây dựng vị trí trung tâm khu thị Vinhomes Central Park, bên bờ sơng Sài Gịn Tịa nhà Landmark 81 có tổng diện tích sàn xây dựng 141.000 m2 đó: 1|Page Tầng B2, B3 hầm để xe Tầng B1, 1, 2, 3: Trung tâm thương mại, rạp chiếu phim, sân trượt băng nhà, gym Tầng 4: Khu club house dành cho cư dân gồm hệ thống hồ bơi, gym, spa, bar lounge trời Tầng 5: Sảnh lounge tiêu chuẩn nhà sinh hoạt cộng đồng dành cho cư dân, nhà hàng cao cấp Tầng đến 40: Khu hộ đại với hộ - phòng ngủ, sky villa Hệ thống có khoảng 900 hộ dịch vụ cao cấp Vinhomes hộ thương mại Officetel cao cấp, có hộ dịch vụ tiêu chuẩn hộ dịch vụ siêu sang diện tích 400m với góc nhìn 180 độ Tầng 41 đến 76: Khách sạn Vinpearl Khu khách sạn Vinpearl có quy mơ khoảng 450 phịng, phịng tổng thống sang trọng có diện tích lên đến 1.000 m2 với tầm quan sát 360 độ quanh thành phố Nhà hàng sky bar tầng 66 67 có góc nhìn rộng 360 độ Tầng 79 đến 81: Đài quan sát Dưới chân tòa nhà Trung tâm thương mại Vincom Center có diện tích 59.000 m2 Tọa lạc Tân Cảng, trung tâm Thành phố Hồ Chí Minh, Landmark 81 trái tim khu đô thị Vinhomes Central Park đại Với chiều cao 461m, tòa Landmark 81 tạo nên dấu ấn thời thượng, trở thành biểu tượng cho Sài Gòn vươn cao đồng thời đưa tên Việt Nam lần ghi danh vào top 10 tòa nhà cao giới 2|Page Với 81 tầng tầng hầm, Landmark 81 cung cấp tiện ích đa dạng từ ẩm thực, mua sắm, giải trí Đặc biệt, khn viên tịa tháp, hồ bơi vô cực trở thành điểm nhấn kiến trúc vô ấn tượng thiết kế đặc biệt tạo hiệu ứng hình ảnh hồ nước treo khơng kéo dài tới tận chân trời Theo đại diện Chủ đầu tư Vingroup, cảm hứng thiết kế Landmark 81 lấy từ hình ảnh tre Việt Nam kiên cường, bất khuất Cả tịa tháp tạo hình cao vút vươn lên trời xanh mang ý nghĩa bền vững Thiết kế khiến cho tòa tháp vươn cao dần đồng thời giúp cho cơng trình cảnh quan hòa quyện thành tổng thể thống Theo chuyên gia kiến trúc, thiết kế khiến cho Landmark 81 trở thành tòa tháp vừa kiêu hãnh vừa nên thơ Ban ngày, từ tầng cao tịa Landmark 81 nhìn thấy tia nắng vàng ánh sáng mặt trời chảy tràn xuống từ bầu trời Khi thành phố lên đèn, sông Sài Gịn hình khổng lồ, phản chiếu tráng lệ Đây điều mà khơng nhiều tịa nhà Việt Nam có Một điểm nhấn độc đáo khác mặt kiến trúc Landmark 81 tầng mái “ống tre” nhấp nhô tận dụng để tạo khoảng không gian xanh chức ngắm cảnh, nghỉ ngơi Từ nhìn xuống dưới, Sài Gòn hoa lệ dường vùng không gian êm ả Mọi ồn ào, vội vã dường tan biển, thay vào cảm giác thư thái với xanh gió sơng Sài Gịn để chiêm nghiệm sống chậm lại Cảm giác thư thái tuyệt vời nhạc đàn piano uốn khúc, tách trà chiều khơng gian ngồi trời đầy đủ tiện ích, bên màu xanh ngút ngàn cối hồ bơi trải dài tới vô điều mà Chủ đầu tư Vingroup muốn dành tặng cho khách hàng Trung tâm thương mại bên tòa tháp thiên đường mua sắm tín đồ thời trang, quy tụ thương hiệu cao cấp giới Louis Vuiton, Gucci, Hermes Mỗi gian hàng, dù mỹ phẩm, thời trang hay đồ gia dụng làm hài lịng khách hàng khó tính Tọa lạc từ tầng 42 đến tầng 76 khách sạn Vinpearl sao, mang thiết kế lấy cảm hứng từ tòa nhà cao Thượng Hải Park Hyatt Shanghai Đây khách sạn siêu sang đứng đầu bảng hệ thống nghỉ dưỡng Vinpearl, nhằm vào tập đoàn đa quốc gia, phái đoàn ngoại giao muốn tìm kiếm nơi lý tưởng, đẳng cấp để tổ chức hội nghị, hội thảo Đồng thời, nơi thu hút nhiều kiện tiệc cưới xa hoa giới người tiếng, doanh nhân Điểm nhấn bên khách sạn phòng tổng thống (president suite) có diện tích 1.000 mỏ góc nhìn quan sát 360 độ thành phố Nằm tổ hợp dịch vụ tòa tháp Landmark 81 hệ thống hộ dịch vụ tiêu chuẩn hộ dịch vụ với diện tích 400 m2 Mỗi hộ sở hữu thiết kế nội thất sang trọng, phù hợp với phong cách cư dân Ngoài ra, cịn có hệ thống nhà hàng nằm cao, sử dụng thang máy panorama đại Sky bar nằm tầng 66 67, với tầng quan sát từ 79 đến tầng 81được xem điểm lý tưởng để ngắm nhìn tồn cảnh thành phố từ cao Sử dụng kính | viễn vọng hệ thống hình cảm ứng tiên tiến, người đứng dễ dàng thu vào tầm mắt Sài Gịn sơi động buổi sáng lung linh tráng lệ, đêm 3|Page Ngồi sky bar, thưởng thức ly rượu ngon, điếu xì-gà hảo hạng ngắm nhìn ánh sáng rực rỡ chảy tràn khắp thành phố, hay tắm khơng gian bàng bạc huyền ảo nhung đêm trăng sơng Sài Gịn nhịp chảy sôi động không ngừng nghỉ thành phố hoa lệ trải nghiệm đáng thử cư dân thành phố Sau vài mặt kiến trúc điển hình landmark 81 Mặt tầng Landmark 81 – Vinhomes Central Park 4|Page C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Mặt tầng 7-10 Landmark 81 – Vinhomes Central Park Mặt tầng 11 Landmark 81 – Vinhomes Central Park 5|Page Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Mặt tầng 12-14 Landmark 81 – Vinhomes Central Park Mặt tầng; 16-17 Landmark 81 – Vinhomes Central Park 6|Page Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Mặt tầng 19-20 Landmark 81 – Vinhomes Central Park Mặt tầng 23-26 Landmark 81 – Vinhomes Central Park 7|Page Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an II Phân tích hệ kết cấu chịu lực Cơ sở tính tốn: ❖ Hạng mục thiết kế kiểm tra kết cấu: - Phần bên cơng trình: Móng - Phần bên cơng trình: Sàn, dầm, cột, tường chịu lực ❖ Các Tiêu chuẩn áp dụng: Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam: - TCVN 2737:1995, Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế; - TCVN 5574:2012, Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế; - TCVN 5575:2012, Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế; - TCVN 9362:2012, Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình; - TCVN 10304:2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế; - TCVN 9393-2012 Cọc - Phương pháp thí nghiệm tải trọng tĩnh ép dọc trục; - TCVN 198:1997 Nhà cao tầng - Thiết kế kết cấu bê tơng cốt thép tồn khối; - TCVN 5573:1991 Kết cấu gạch đá gạch gia cường - Tiêu chuẩn thiết kế; - TCVN 9363-2012 Khảo sát cho xây dựng - Khảo sát địa kỹ thuật cho nhà cao tầng Các tiêu chuẩn tham khảo: - UBC: 1997 Uniform Building code 1997 - BS EN 1991 -1 -1:2004 Eurocode - ACI 318:11 Tiêu chuẩn bê tông cốt thép Hoa Kỳ Giải pháp kết cấu chọn 2.1 Giải pháp kết cấu: - Hệ kết cấu theo phương đứng: Căn mặt bố trí hộ, khách sạn tư vấn kiến trúc, nhằm đáp ứng tốt cơng sử dụng, đảm bảo tính thẳm mỹ hộ, khách sạn, việc bố trí cột tường BTCT giải pháp tối ưu không gian sử dụng, đáp ứng yêu cầu kiến trúc - Hệ kết cấu theo phương ngang: Phương án sàn dầm BTCT 2.2 Tài liệu, thiết kế: Các vẽ kiến trúc, tài liệu địa chất, báo cáo kết thí nghiệm 2.3 Phân tích hệ chịu lực chính: Khung BTCT hệ bất biến hình, kết cấu quan trọng cơng trình tiếp nhận tải trọng từ sàn truyền xuống móng (từ sàn → dầm → cột → móng) 8|Page Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Vậy thoả mãn điều kiện áp lực ngang dọc theo thân cọc Kiểm tra điều kiện áp lực mặt phẳng mũi cọc Điều kiện kiểm tra áp lực đất mặt phẳng mũi cọc sau: { ptc tb ≤ R M tc pmax ≤ 1,2R M Trong đó: - 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝑝𝑡𝑏 , 𝑝𝑚𝑎𝑥 – áp lực tiêu chuẩn trung bình lớn mặt phẳng mũi cọc (kPa) - RM – sức chịu tải đất mặt phẳng mũi cọc (kPa) a Xác định kích thước móng khối quy ước Do lớp lớp đất yếu (cát pha dẻo – số sệt IL = 0,82), góc mở để xác định ranh giới móng khối quy ước tính từ đáy lớp Phạm vi móng khối quy ước theo hình sau: - Góc ma sát trung bình lớp đất mà cọc xuyên qua: 𝜑𝑡𝑏 = - - ∑ 𝜑𝑖 𝑙𝑖 𝑥 + 28,85 𝑥 2,6 + 20 𝑥 = = 10°51′ ∑ 𝑙𝑖 + 2,6 + Cạnh dài đáy móng khối quy ước: 𝜑𝑡𝑏 𝐴𝑞𝑢 = 𝐴′ + 2𝐻𝑞𝑢 𝑡𝑔 ( ) = 1,8 + × 10,6 × 𝑡𝑔2,713° = 2,80 𝑚 Cạnh ngắn đáy móng khối quy ước: 𝜑𝑡𝑏 𝐵𝑞𝑢 = 𝐵′ + 2𝐻𝑞𝑢 𝑡𝑔 ( ) = 1,5 + × 10,6 × 𝑡𝑔2,713° = 2,50 𝑚 b Xác định lượng móng khối quy ước: - Trọng lượng móng khối quy ước bao gồm phận: cổ móng, đài cọc, cọc lớp đất nằm phạm vi móng khối quy ước tính tốn cụ thể sau:  Trọng lượng cổ móng, đài cọ đất đài: 𝐺đ = 𝑉đ 𝛾𝑡𝑏 = 1,7 × × 1,5 × 20 = 102 𝑘𝑁  Trọng lượng lớp đất – từ đáy đài đến mực nước ngầm, G1; (do thể tích khối đất phạm vi móng khối quy ước trừ thể tích cổ móng, đài cọc đất đài – Vđ phần cọc nằm đoạn 87 | P a g e Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 𝐺1 = (𝑉1 − 𝑉đ − 𝑉𝑐1 )𝛾1 Trong đó: Vđ = 1,7 × × 1,5 = 5,10 m3 Vl = 2,8 x 2,5 x 2,2 =15,40 m3 𝑉𝑐1 = 0,3 x 0,3 x 0,7 x = 0,315 m3 G1 = ( 15,40 – 5,10 – 0,315) x 17,9 = 178,73 kN  Trọng lượng lớp đất từ mực nước ngầm đến mũi cọc: 𝐺2 = (𝑉2 − 𝑉𝑐2 )𝛾𝑡𝑏1−4 Trong đó: 𝑉2 = 𝐴𝑞𝑢 𝐵𝑞𝑢 (ℎ12 + ℎ2 + ℎ3 + ℎ4 ) = 2,8 × 2,5 × (3,8+6+2,6+2) = 100,80 m3 Vc2 = 0,3 x 0,3 x(3,8+6+2,6+2)x = 6,48 m3 Trọng lượng thể tích trung bình lớp đất này: 𝛾𝑡𝑏 = ∑ 𝛾𝑖 𝑙𝑖 8,48 × 3,8 + 7,39 × + 9,97 × 2,6 + 9,37 × = = 8,42 𝑘𝑁/𝑚3 ∑ 𝑙𝑖 3,8 + + 2,6 +  G2 = (100,80 – 6,48)x8,42 = 794,17 kN  Trọng lượng toàn cọc lớp đất: G3 = 0,3 x 0,3 x 5x(0,7x25 + 14,4x(25 – 10)) = 105,08 kN  Trọng lượng móng khối quy ước: 𝑡𝑐 𝑁0,𝑞𝑢 = 𝐺đ + 𝐺1 + 𝐺2 + 𝐺3 = 102 + 178,73 + 794,17 + 105,08 = 1179,98 𝑘𝑁 88 | P a g e Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 9: Ranh giới móng khối quy ước c Áp lực tiêu chuẩn đáy móng Áp lực tiêu chuẩn trung bình đáy móng: 𝑡𝑐 𝑝𝑡𝑏 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝑁0𝑡𝑐 + 𝑁0,𝑞𝑢 𝑁𝑞𝑢 856,70 + 1179,98 = = = = 290,95 𝑘𝑃𝑎 𝐴𝑞𝑢 𝐴𝑞𝑢 2,8𝑥2,5 Áp lực tiêu chuẩn lớn đáy móng: 𝑡𝑐 𝑝𝑚𝑎𝑥 = 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝑀𝑦,𝑞𝑢 𝑁𝑞𝑢 𝑀𝑥,𝑞𝑢 856,70 + 1179,98 54,27 275,63 + + = + + = 393,83 𝑘𝑃𝑎 𝐴𝑞𝑢 𝑊𝑥 𝑊𝑦 2,8𝑥2,5 2,92 3,27 Trong đó: 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝑀𝑥,𝑞𝑢 = 𝑀0𝑥 + 𝑄0𝑦 𝐻𝑞𝑢 = 16,42 + 2,28𝑥16,6 = 54,27 𝑘𝑁𝑚 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝑀𝑦,𝑞𝑢 = 𝑀0𝑦 + 𝑄0𝑥 𝐻𝑞𝑢 = 275,63 + × 16,6 = 275,63 𝑘𝑁𝑚 89 | P a g e Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 𝑊𝑥 = 2,8 × 2,52 = 2,92 𝑚3 𝑊𝑦 = 2,5 × 2,82 = 3,27 𝑚3 d Sức chịu tải đất mặt phẳng mũi cọc Sức chịu tải đất mặt phẳng mũi cọc xác định theo công thức: 𝑚1 𝑚2 𝑅𝑀 = (𝐴𝐵𝑞𝑢 𝛾𝐼𝐼 + 𝐵𝐻𝑞𝑢 𝛾𝐼𝐼′ + 𝐷𝑐𝐼𝐼 ) 𝑘𝑡𝑐 Trong đó: m1 = 1,2– đáy móng khối quy ước sét m2 = 1,0 – giả thiết L/H ≥ ktc = 1,0 – tiêu lý đất xác định thí nghiệm trực tiếp 𝜑𝐼𝐼 = 20°00; tra bảng 2.1: có A = 0,51; B =3,06; D =5,66 𝛾𝐼𝐼 = 𝛾đ𝑛4 = 9,37 𝑘𝑁/𝑚3 CII = 33 kPa 𝛾𝐼𝐼′ = 17,9 × 2,2 + 8,48 × 3,8 + 7,39 × + 9,97 × 2,6 + 9,37 × 2,2 + 3,8 + + 2,6 + = 9,68 𝑘𝑁/𝑚3 Thay số vào cơng thức trên, ta được: 𝑅𝑀 = 1,2×1,0 1,0 (0,51 × 2,5 × 9,37 + 3,06 × 16,6 × 9,37 + 5,66 × 33) = 809,62 𝑘𝑃𝑎 So sánh với điều kiện trên: 𝑡𝑐 𝑝𝑡𝑏 = 290,95 𝑘𝑃𝑎 < 𝑅𝑀 = 809,62 𝑘𝑃𝑎 𝑡𝑐 𝑝𝑚𝑎𝑥 = 393,83𝑘𝑃𝑎 < 1,2𝑅𝑀 = 971,54 𝑘𝑃𝑎 90 | P a g e Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Kiểm tra độ lún móng Phạm vi tính lún móng cọc tính từ mặt phẳng mũi cọc đến độ sâu thoả mãn điều kiện pz ≤ 0,2pdz mũi cọc đặt vào lớp đất tốt Trong đó: - Áp lực trọng lượng thân đất mặt phẳng mũi cọc: 𝑛 𝑃𝑑𝑧=16,6 𝑚 = ∑ 𝛾𝑖 𝑙𝑖 = 17,9 × 2,2 + 8,48 × 3,8 + 7,39 × + 9,97 × 2,6 + 9,37 × 𝑖=1 = 160,61 𝑘𝑃𝑎 - Áp lực phụ thêm tải trọng mặt phẳng mũi cọc: 𝑡𝑐 𝑝0 = 𝑝𝑡𝑏 − 𝑝𝑑𝑧=15 = 290,95 − 160,61 = 130,34 𝑘𝑃𝑎 Công trình thuộc dạng nhà khung BTCT có tường chèn, ta có độ lún tuyệt đối lớn Sgh = 8cm Tính tốn độ lún theo phương pháp tổng độ lún lớp phân tố cách chia đất thành lớp phân tố đồng có hi = 0,5 m < Bqu/4 = 0,625 - Áp lực phụ thêm tải trọng cơng trình độ sâu z kể từ đáy móng khối quy ước: 𝑝𝑧 = 𝛼𝑝0 = 𝛼 130,34 Trong đó: α – hệ số, tra bảng 2.7 phụ thuộc vào tỷ số 2z/Bqu Lqu/Bqu = 2,8/2,5 = 1,12 91 | P a g e Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an - Lập bảng tính độ lún sau: Lớp đất pz=α.p0 pdz (kPa) (kPa) 1,000 130,34 160,61 0,4 0,964 125,65 165,30 0,8 0,815 106,23 169,98 1,5 1,2 0,629 81,98 174,67 1,6 0,473 61,65 179,35 2,5 0,358 46,66 184,04 2,4 0,276 35,97 188,72 Điểm z(m) 2z/Bqu α 0 0,5 Sét pha cứng Tại đáy lớp có pz = 35,97 kPa < 0,2.pdz = 0,2x188,72 = 37,74 kPa, ta dừng tính lún lớp  Độ lún tổng cộng: 𝑛 𝑆 = 𝛽∑ = 𝑝𝑖 ℎ𝑖 𝐸𝑖 0,8 × 0,5 130,34 35,97 ( + 125,65 + 106,23 + 81,98 + 61,65 + 46,66 + ) 27200 2 = 0,0074 𝑚 = 0,74 𝑐𝑚 < 𝑆𝑔ℎ = 𝑐𝑚 92 | P a g e Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 10: Biểu đồ áp lực tải trọng thân tải trọng cơng trình Tính tốn cấu tạo đài cọc - Chọn vật liệu làm móng: Bê tơng B20 có R b = 11,5 MPa, R bt = 0,9 MPa - Thép CB300-V có: R s = 260 MPa 93 | P a g e Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an - Sơ chiều cao đài cọc:  Chọn chiều cao đài cọc hd = 0,7m Chiều dài đoạn đầu cọc ngàm vào đài a = 0,1m, chiều cao làm việc đài là: ℎ0 = ℎ𝑑 − 0,1 = 0,7 − 0,1 = 0,6𝑚 a Kiểm tra chiều cao đài: - Áp lực xuống đỉnh cọc theo kết tính tốn: 𝑃1 = 136,88 kN 𝑃2 = 120,35 kN 𝑃3 = 220,50 kN 𝑃4 = 320,65 kN 𝑃5 = 304,12 kN  Kiểm tra chọc thủng cột đài: Điều kiện kiểm tra: 𝑃 ≤ 𝑃𝑐𝑐𝑡 = [(𝛼1 (𝑏𝑐 + 𝑐2 ) + 𝛼2 (𝑙𝑐 + 𝑐1 )]ℎ0 𝑅𝑏𝑡 - Lực gây chọc thủng cọc gây ra: P = P1 + P2 + P3 + P4 = 1102,5 kN - Các thông số: 𝑐1 = 0,75 − 𝑑𝑐 𝑙𝑐 − = 0,85 − 0,15 − 0,25 = 0,35 𝑚 2 ℎ0 0,6 ) = 2,98 𝛼1 = 1,5√1 + ( ) = 1,5√1 + ( 𝑐1 0,35 𝑐2 = 0,75 − 𝑑𝑐 𝑏𝑐 0,3 − = 0,6 − 0,15 − = 0,3 𝑚 2 ℎ0 0,6 𝛼2 = 1,5√1 + ( ) = 1,5 √1 + ( ) = 3,35 𝑐2 0,3 94 | P a g e Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 11: Sơ đồ kiểm tra chọc thủng đài  Khả chống chọc thủng: 𝑃𝑐𝑐𝑡 = [2,98𝑥 (0,3 + 0,3) + 3,35(0,5 + 0,35)] × 0,6 × 900 = 2503,17 𝑘𝑁 Như vậy: P = 1102,5 kN < Pcct = 2503,17 kN đạt điều kiện  Kiểm tra chọc thủng góc đài: Điều kiện kiểm tra: 𝑃 ≤ 𝑃𝑐𝑐𝑡 = 0,5[𝛼1 (𝑏𝑐 + 0,5𝑐2 ) + 𝛼2 (𝑙𝑐 + 0,5𝑐1 )]ℎ0 𝑅𝑏𝑡 Trong đó: b1 = b2 = 0,3+0,1 = 0,4m; P = P4 = 320,65 kN  𝑃𝑐𝑐𝑡 = 0,5[2,98 × (0,3 + 0,5 × 0,3) + 3,35(0,5 + 0,5 × 0,35)] × 0,6 × 900 = 972,61 𝑘𝑁 Như vậy: P = 320,65 kN < Pcct = 972,61 kN  đạt điều kiện  Kiểm tra điều kiện cường độ tiết diện nghiêng theo lực cắt 95 | P a g e Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 12: Kiểm tra điều kiện cường độ tiết diện nghiêng Điều kiện kiểm tra: Q ≤ Qc = 𝛽𝑏ℎ0 𝑅𝑏𝑡 Trong đó: - Q – tổng phản lực cọc nằm tiết diện nghiêng (kN) Q = P4 + P5 = 320,65 + 304,12 = 624,77 kN - b – chiều rộng đài, b = 1,7 m - c = c1 = 0,35 m h  β = 0,7 × √1 + ( o)2 = 0,7√1 + ( c 0.6 0.35 ) = 1,39  Qc = 1,39 x 1,7 x 0,6 x 900 = 1276,02 kN Như vậy: Q =624,77 kN < Qc = 1276,02 kN  đạt 96 | P a g e Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an b Tính tốn bố trí thép đài cho cọc Hình 13: Sơ đồ tính tốn đài cọc - Momen ngàm tương ứng với mặt cắt I-I: 𝑀𝐼 = (𝑃4 + 𝑃5 ) × 𝑟4,5 = 624,77 × 0,5 = 312,39 𝑘𝑁𝑚 𝑟4,5 = 0,35 + 0,15 = 0,5 𝑚 - Momen ngàm tương ứng với mặt cắt II-II: 𝑀𝐼𝐼 = (𝑃1 + 𝑃4 ) × 𝑟1,4 = 457,53 × 0,45 = 205,89 𝑘𝑁𝑚 𝑟1,4 = 0,3 + 0,15 = 0,45 𝑚 - Diện tích cốt thép đài theo phương cạnh dài cột: 𝐴𝑠𝐼 = 𝑀𝐼 312,39 = = 0,00223 𝑚2 = 22,3 𝑐𝑚2 0,9𝑅𝑠 ℎ0 0,9 × 260000 × 0,6  Chọn thép 15Φ14 có 𝐴𝑐ℎ 𝑠𝐼 = 23,09 𝑐𝑚 Khoảng cách thép: 𝑎1 = 𝑏 − 2𝑎′ − Φ 1700 − 𝑥 35 − 14 = = 115,42 𝑚𝑚 𝑛−1 15 − Chiều dài l thép: 𝑙1 = 𝑙 − 2𝑎𝑏𝑣 = 2000 − × 25 = 1950 𝑚𝑚 - Diện tích cốt thép đài theo phương cạnh ngắn cột: 97 | P a g e Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an 𝐴𝑠𝐼𝐼 = 𝑀𝐼𝐼 205,89 = = 0,00147 𝑚2 = 14,7 𝑐𝑚2 0,9𝑅𝑠 ℎ0 0,9 × 260000𝑥0,6  Chọn thép 10Φ14 có 𝐴𝑐ℎ 𝑠𝐼𝐼 = 15,39 𝑐𝑚 Khoảng cách thép: 𝑎2 = 𝑙 − 2𝑎′ − 𝛷 2000 − 𝑥 35 − 14 = = 213 𝑚𝑚 𝑛−1 10 − Chiều dài l thép: 𝑙2 = 𝑏 − 2𝑎𝑏𝑣 = 1700 − × 25 = 1650 𝑚𝑚 So sánh yêu cầu cấu tạo, cốt thép lựa chọn phù hợp Kiểm tra cọc vận chuyển lắp dựng, tính móc cẩu a Kiểm tra cọc vận chuyển lắp dựng - Bố trí móc vị trí từ đầu cọc lúc giá trị moment uốn lớn ứng với sơ đồ vận chuyển lắp dựng 𝑀𝑚𝑎𝑥 = 0.07𝑞𝐿2 Với L = m chiều dài đoạn mũi cọc L = m - Trọng lượng thân cọc tính sau: 𝑞 = 𝐾𝑑 𝛾𝐵𝑇 𝐴𝑏 Trong Kd hế số động, lấy (1,5 ÷ 2)𝑚 → 𝑐ℎọ𝑛 𝐾𝑑 = 1,75  𝑞 = 1,75 × 25 × 0,32 = 3,94 𝑘𝑁/𝑚 - Moment uốn lớn : 𝑀𝑚𝑎𝑥 = 0,07𝑞𝐿2 = 0,07 × 3,94 × 82 = 17,65 𝑘𝑁𝑚 - Khả chịu uốn cọc tính phần kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang, Có [M] = 25,65 kNm Như vậy: Mmax = 17,65 kNm < [M] = 25,65 kNm  Cọc đủ khả chịu lực trình vận chuyển lắp dựng 98 | P a g e Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 14: Sơ đồ tính tốn kiểm tra cọc a, Khi vận chuyển cọc; b, Khi lắp dựng cọc 99 | P a g e Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Hình 15: Bố trí cốt thép đài cọc b Tính móc cẩu Diện tích cốt thép móc cẩu u cầu: 𝐴𝑚𝑐 𝑠 = 𝑃𝑐𝑡𝑡 𝑅𝑠 Trong đó: 𝑃𝑐𝑡𝑡 − trọng lượng tính tốn cọc: 𝑃𝑐𝑡𝑡 = 𝑞𝐿 = 3,94 × = 31,52 𝑘𝑁  𝐴𝑚𝑐 𝑠 = 31,52 260000 = 1,21 × 10−4 𝑚2 = 1,21 𝑐𝑚2 Chọn móc cẩu Φ14 có 𝐴𝑠 = 1,54 𝑐𝑚2 100 | P a g e Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn C.vT.Bg.Jy.Lj.Tai lieu Luan vT.Bg.Jy.Lj van Luan an.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an.Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd.vT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.LjvT.Bg.Jy.Lj.dtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn