Tieu luan đồ án kỹ sư đại học hàng học

KẾT CẤU (45%)

LẬP MẶT BẰNG KẾT CẤU

- Điện: Nguồn điện được lấy từ mạng điện thành phố Công trình có 1 cầu dao tổng Các tầng đều có cầu dao riêng, có bảng điện cung cấp đến từng phòng Các phòng đều được trang bị đầy đủ các trang, thiết bị sử dụng điện như quạt điện, điện chiếu sáng……

- Nước: Nguồn cấp nước được lấy từ hệ thống cấp nước thành phố Thoát nước mái và nước mặt bằng của công trình được dẫn theo đường ống chảy vào hệ thống thoát nước mưa của thành phố Thoát nước thải khu vệ sinh của công trình cùng được dẫn trong đường ống và chảy vào hệ thống thoát nước thải của thành phố.

2.6 Giải pháp về thông gió, chiếu sáng cho công trình

- Thông gió: Các phòng đều có cửa mở về 2 phía; một số phòng được bố trí máy điều hoà Hai dãy hành lang 2 bên, 2 ô cầu thang ở 2 đầu là các yếu tố tích cực tham gia giải quyết vấn đề thông gió cho công trình.

- Chiếu sáng: Kết hợp ánh sáng tự nhiên thông qua hệ thống cửa mở và các hành lang với chiếu sáng nhân tạo để đảm bảo yêu cầu về ánh sáng cho các phòng chức năng của công trình.

2.7 Giải pháp về phòng cháy, chữa cháy

Bố trí 2 cầu thang ở 2 đầu không những đảm bảo yêu cầu về giao thông mà còn đảm bảo yêu cầu về thoát hiểm khi cần thiết Các tầng đều bố trí các họng nước cứu hoả nằm trong hệ thống cấp nước công trình Các tầng còn được bố trí các bình cứu hoả ở nơi thuận tiện.

2.8 Giải pháp về môi trường

Giải pháp bảo vệ môi trường trong quá trình thi công:

- Dùng hàng rào kín xung quanh khu vực công trường.

- Che chắn các bộ phận phát sinh nhiều bụi và tiếng ồn.

- Các phương tiện vận chuyển vật liệu như đất, đá….cần được che đậy chắc chắn tránh rơi vãi.

- Trang bị các phương tiện, dụng cụ bảo vệ cá nhân như mũ, ủng, kính, khẩu trang…

- Giảm ồn từ nguồn như: Sử dụng các bánh răng chất dẻo; sửa chữa bảo dưỡng kịp thời các bộ phận hư hỏng của máy móc, thiết bị….

- Cách âm bằng cách dùng tường ngăn, vỏ bọc…

Giải pháp bảo vệ môi trường trong quá trình sử dụng công trình: Nước thải khu vệ sinh được dẫn trong đường ống và chảy vào hệ thống thoát nước thải của thành phố.

SVTH:NGUYỄN MẠNH TUẤN -2015X7 Trang 4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS.NGUYỄN DANH HOÀNG

- LẬP MẶT BẰNG KẾT CẤU TẦNG 3, 4, 5 ,6,7

- TÍNH CẦU THANG GIỮA TRỤC 6-7

- TÍNH THÉP DẦM DỌC TRỤC C TẦNG 3

1 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU

Công trình "TÒA NHÀ ĐẠI HỌC HÀNG HẢI" được xây dựng tại xã Quang Minh-

Mê Linh- Vĩnh Phúc Đây là công trình có chức năng là phòng làm việc, phòng đào tạo về kĩ thuật Hệ kết cấu cho công trình phải đảm bảo vững chắc, độ bền và độ ổn định theo các quy định của Tiêu chuẩn xây dựng hiện hành Đồng thời, hệ kết cấu này còn phải thỏa mãn các yêu cầu về thẩm mỹ kiến trúc và các phương án kỹ thuật các bộ môn điện, nước, điều hòa, thông gió, viễn thông, thông tin.

Về tổng thể, công trình " TÒA NHÀ ĐẠI HỌC HÀNG HẢI- HẢI PHÒNG " bao gồm các hạng mục chính như sau: tổng số tầng phía trên: 7 tầng nổi với chiều cao 27,6m; chiều cao tầng 1 là 4,2m, chiều cao các tầng điển hình là 3,9m

Hệ kết cấu phần thân sử dụng kết cấu khung bê tông cốt thép (BTCT) toàn khối Đây là giải pháp chịu lực kinh tế và hợp lý cho các công trình có độ cao và khoảng cách bước cột trung bình, phù hợp với điều kiện và trình độ thi công tại Việt Nam.

Các tiêu chuẩn, quy phạm áp dụng trong thiết kế:

- TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 5574-2018: Kết cấu bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 9386-2012: Thiết kế Công trình chịu động đất

Vật liệu bê tông cấp bên B25 có:

- Cường độ tính toán về nén: R b = 14,5 MPa;

- Cường độ tính toán về kéo: R bt = 1,05 MPa.

Cốt thép trong bê tông:

- Khi d < 10 dùng thép CB240-T có: R s = R s’ = 210 (MPa)

- Khi d10 dùng cốt thép nhóm CB300-V có: R s = R sa = 260 (MPa)

Chiều dày bản xác định sơ bộ theo công thức: h b  D m l Với bản kê 4 cạnh, bản liên tục lấy: m = 42.

Với tải trọng nhỏ lấy: D = 1,1.

2.2 Chọn kích thước tiết diện dầm

KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPKHÓA 2015-2021 h d 1000 (83,3 125)cmcm  L Chọn h d u cm. b d  h  d  75 (15 h d  5300 (44 66)cmcm  L Chọn h d E cm. b d  h  d  45 (15 h d  600 (30 50)cmcm  L

- Kích thước dầm chính nhà sơ bộ chọn theo công thức:

- Kích thước dầm phụ sơ bộ chọn theo công thức:

Chọn chiều cao dầm là: hd = 30cm.

Chọn chiều rộng dầm là: bd = 22 cm.

2.3 Chọn kích thước tiết diện cột

Diện tích tiết diện ngang của cột sơ bộ chọn theo:

Rn - Cường độ chịu nén của bêtông, Rn= 11,5 MPa;

N - Tải trọng tác dụng lên cột, sơ bộ với nhà có sàn 10cm ta lấy cả tĩnh tải và hoạt tải là: q =7 kN/m 2 , N = n.N 1 ; n - Số tầng của công trình, n =7;

N 1 - tải trọng tác dụng lên cột ở tầng một N 1 =Fq;

Cột giữa có: N 1 =5,656,87&8,94 (kN) N=7268,9482,58 (kN)

+ Diện tích tiết diện ngang cột:

Ta chọn tiết diện cột giữa trục C :

Cột biên có :N 1 =5,655,377,75 (kN) N=7209,61567,305 (kN)

Ta chọn tiết diện cột biên và góc

TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG

Tải trọng bản thân kết cấu chính bao gồm cột, dầm, sàn được xác định bằng chương trình phần mềm phân tích kết cấu ETABS, với hệ số vượt tải bằng 1,1 cho kết cấu bê tông cốt thép và 1,05 cho kết cấu thép.

Tĩnh tải bao gồm trọng lượng các vật liệu tạo nên công trình

Bảng 1 Tính tải sàn lớp học

STT Vật liệu Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m )3 Hệ số vượt tải

4 Khối xây gạch không nung 21 1,1

Bảng 2 Tính tải sàn hành lang

Bảng 3 Tính tĩnh tải sàn vệ sinh

Bảng 4: Tĩnh tải tường xây 220

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m )2

Tải trọng tính toán (kN/m )2

1 Gạch lát trống trơn Ceramic 400x 400, = 0,8 cm

3 Lớp bê tông sỏi nhỏ, = 4 cm

4 Sàn bê tông cốt thép, = 10 cm

5 Lớp vữa trát trần, = 1,5 cm

Tổng cộng 3,628 ĐỒ ÁN TỐT

TT CẤU TẠO CÁC LỚP q tc

Xây tường theo dầm chính dày 220 mm: 0,22x18 = 3,96 kN/m 2 3,96 1,1 4,356

Hai lớp trát tường dày 30 mm:

Tải trọng gió gồm 2 thành phần tĩnh và động Đối với công trình dân dụng có chiều cao

< 40 m thì chỉ cần tính với thành phần gió tĩnh.

Tải trọng gió phân bố trên 1 m2 bề mặt thẳng đứng của công công trình được tính như sau:

KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021 n - hệ số độ tin cậy, n = 1,2;

W 0 - giá trị áp lực gió tiêu chuẩn W 0 = 0,95 kN/ m 2 )- Vùng IIB k - hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao và dạng địa hình

C - hệ số khí động: phía đón gió C = + 0,8; phía hút gió C = - 0,6

Tải trọng gió phân bố đều vào cốt sàn: q = W a = nW0kCh Trong đó: h - chiều cao chịu áp lực gió

Trong đó: h - chiều cao chịu áp lực gió

Tải trọng gió phân bố đều vào cốt sàn: q = W a = nW 0 kCh Trong đó: h - chiều cao chịu áp lực gió

Bảng 5 Tính tải trọng gió phân bố đều q 1 đ 0,95 1,2 4,2 0,86 0,8 5,75 q 2 đ 0,95 1,2 3,9 0,96 0,8 5,57 q3 đ 0,95 1,2 3,9 1,03 0,8 5,97 q4 đ 0,95 1,2 3,9 1,09 0,8 6,325 q 5 đ 0,95 1,2 3,9 1,13 0,8 6,55 q 6 đ 0,95 1,2 3,9 1.17 0,8 6,78 q 7 đ 0,95 1,2 3,9 1,2 0,8 7,79 q 1h 0,95 1,2 4,2 0,86 0,6 4,03 q2h 0,95 1,2 3,9 0,96 0,6 4,17 q 3h 0,95 1,2 3,9 1,03 0,6 4,49 q 4h 0,95 1,2 3,9 1,09 0,6 4,75 q5h 0,95 1,2 3,9 1,13 0,6 4,91 q6h 0,95 1,2 3,9 1,17 0,6 5,09 q7h 0,95 1,2 3,9 1,2 0,6 5,22

KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPKHÓA 2015-2021

THIẾT KẾ SÀN Error! Bookmark not defined 1 Tính toán thép cho sàn S

Hình 1 Mặt bằng ô sàn tầng điển hình

Các loại ô sàn được phân loại dựa theo tỷ số: Z ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021 l

 2 - Bản kê 4 cạnhBảng 6 Phân loại ô sàn Ô sàn l1 ( m ) l2 ( m ) l2/ l1 Loại bản

4.1.Tính thép sàn cho S4 có kích thước 3,6x6,3m

Giá trị tĩnh tải và hoạt tải trên sàn được lấy từ mục 3, gồm có: g = 3,628 kN/ m 2 ; p 3,60 kN/m 2 q = g + p = 3,628 + 3,60 = 7,228 kN/m2

4.1.2 Xác định mô men trong bản

Mô men trong bản được tính theo các công thức sau:

M 1 = m 1 P; M 2 = m 2 P ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021

M1: Mô men lớn nhất giữa nhịp cạnh ngắn;

M2: Mô men lớn nhất giữa nhịp cạnh dài;

M I : Mô men lớn nhất gối cạnh ngắn;

M II : Mô men lớn nhất gối cạnh dài; m 1 , m 2 , k 1 , k 2 : tra theo loại sơ đồ trong “sổ tay thực hành Kết cấu công trình ”;

Tỷ số l 2 / l 1 = 1,75 cho kết quả nội suy bao gồm: m 1 = 0,0313; m 2 = 0,0097; k 1 = 0,0645;

R b o k 2 = 0,0211 Kết quả mô men trong sàn thu được như sau:

4.1.3 Tính toán cốt thép trong sàn

Xét dải bản rộng 100 cm, hb = 10 cm với chiều dày lớp bảo vệ a = 1,5; chiều cao làm việc của bản sàn h 0 = h b - a = 10 - 1,5 = 8,5 cm.

- Tính theo phương cạnh ngắn: Ở giữa nhịp: M 1 = 5,853 kNm

Diện tích cốt thép yêu cầu:

100 8,5 100%=0,39cm% >min=0,05% Ở gối: MI ,574 KNm.

Diện tích cốt thép yêu cầu: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021

- Tính theo phương cạnh dài: Ở giữa nhịp: M 2 = 1,839 kNm.

Dùng thép8 a = 200 mm, As = 2,51 cm2.

4.2.Tính thép sàn cho S7 có kích thước 2,1x5.95m

Giá trị tĩnh tải và hoạt tải trên sàn được lấy từ mục 3, gồm có: g = 3,629 kN/ m 2 ; p 3,60 kN/m 2 q = g + p =3,628 + 3,60 = 7,228 kN/m2

Mô men âm ở hai đầu ngàm: M I = ql 12

Mô men dương ở giữa nhịp: M 1 = ql 12

Tính cho dải bản rộng 100 cm, h b = 10 cm.

Chọn a = 1,5 cm cho mọi tiết diện, h 0 = h b - a = 10 - 1,5 = 8,5 cm.

- Thép chịu mômen âm: tại tiết diện gối có M I = 3,47(kNm).

Tính toán tương tự với mômen giữa nhịp cũng chọn là8 a = 200 mm

Các ô khác được tính tương tự và được lập thành bảng kèm theo.

Chi tiết bố trí cốt thép được thể hiện trên bản vẽ

SVTH:NGUYỄN MẠNH TUẤN -2015X7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPKHÓA 2015-2021 Ô sà n

KHOA XÂY DỰNG SVTH:NGUYỄN

Trang 18 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

SVTH:NGUYỄN MẠNH TUẤN -2015X7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPKHÓA 2015-2021

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CẦU THANG

5 THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TẦNG ĐIỂN HÌNH

5.1 Giải pháp kết cấu cầu thang

5.1.1 Mặt bằng kết cấu cầu thang

1200 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021

*Lựa chọn giải pháp kết cấu của cầu thang:

- Cầu thang có cốn thang:

+ Ưu điểm: Dùng để đỡ bản thang,lan can tay vịn Làm giảm chiều dày của bản thang,có lợi hơn về kết cấu chịu lực.Độ cứng lớn hơn nên giảm độ võng

+ Nhược điểm: thi công phức tạp.

- Cầu thang không có cốn thang:

+ Ưu điểm: Dễ thi công, cấu tạo đơn giản.

+ Nhược điểm: Độ cứng kém hơn nên độ võng lớn hơn, chiều dày bản thang lớn.

Căn cứ vào kiến trúc em chọn giải pháp thiết kế cầu thang không cốn thang.

+ Bê tông cấp độ bền B25 có Rb = 11,5 MPa, Rbt = 0,9 MPa, E= 27x103 Mpa

+ Cốt thép: d < 10, nhóm CI có Rs = 225 MPa, Rsw = 225 MPa, E= 21x104 Mpa

D 10, nhóm CII có Rs = 280 MPa, Rsc = 280 MPa, E= 21x104 Mpa

5.1.2 Sơ bộ chọn kích thước tiết diện các bộ phận

Bản thang chọn dày hb = 80 mm

Bản chiếu nghỉ chọn dày hb = 80mm

Dầm chiếu nghỉ: DCN1: b h = 250 350 (mm).

Dầm chiếu tới: DCT: b h = 220 300 (mm).

Bậc thang cao hb = 15cm; bề rộng bậc = 35 (cm). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021

5.1.3 Tính toán các bộ phận của thang a Tính bản thang (BT) và bản chiếu nghỉ (BCN):

Cắt một dải bản thang và bản chiếu nghỉ theo phương cạnh dài có bề rộng là b = 1m để tính toán.

Dải bản chịu tải trọng phân bố đều trên toàn dầm có 2 nhịp và được tính theo sơ đồ như hình vẽ.

+ Chiều dài tính toán của bản thang: l2 = l b cosαα = cosα(23,2) 4,2 = 4,56m + Chiều rộng tính toán của bản thang: l1 = 1,79 m

Kích thước bản chiếu nghỉ:

+ Chiều dài tính toán của bản chiếu nghỉ: l1 = 1,9m

+ Chiều rộng tính toán của bản chiếu nghỉ: l2 = 4,2m

Tải trọng tác dụng lên bản thang:

Các lớp tạo thành Hệ số vượt tải gb (KN/m2)

- Hoạt tải: pb = pbc n = 3 1,2 = 3,6 (kN/m2)

 Tổng tải trọng tác dụng lên 1m bề rộng bản thang là: q = gb + pb = 5,753 + 3,6 = 9,353 (KN/m)

Vậy tải trọng vuông góc với bản thang gây uốn là: qtt= qb.cos = 9,353.0,92 = 8,6 (KN/m)

Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ:

STT Cấu tạo các lớp qtc

1 - Lát đá Granite dày 20mm.

3 - Lớp bê tông dày 10cm.

5 - Hoạt tải 3 1,2 3,6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 Tổng tải trọng tác dụng lên 1m bề rộng bản chiếu nghỉ là: q = gb + pb = 3,775 + 3,6= 7,375 (KN/m) Tính bản thang:

Sơ đồ tính: dải bản như dầm đơn giản hai đầu tựa khớp lên hai dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới nên q q tt

Mômen dương lớn nhất ở giữa nhịp:

Lực cắt lớn nhất là lực cắt ở gối tựa:

Chiều cao làm việc của tiết diện là: h0= hb – a = 80 - 15 = 65mm αm = R b b.h M 2o = 14,5.1000.65 3,44x10 6 2 = 0,056 < αR = 0,427

Kiểm tra hàm lượng thép: μmin = 0,05% ≤ =μ b.h A sα 0 = 1000×65 242,1 = 0,37%

Chọn thép 8a200∅8a200 có As chọn = 2,51 cm2

Cốt thép theo phương cạnh ngắn chọn 8a200∅8a200 , có ASC = 2,51mm2

Ta chọn và bố trí cốt thép mũ ở gối (thực tế bản sàn cầu thang làm việc theo sơ đồ đàn hồi nên vẫn xuất hiện mô men âm ở gối do đó ta vẫn đặt cốt mũ theo cấu tạo tại vị trí liên kết giữa bản thang với các dầm thang) là: Chọn 6a200∅8a200 , có ASC = 141mm2.

Và cốt phân bố phía dưới cốt mũ để cố định cho cốt mũ chọn∅8a2006a200.

* Kiểm tra việc chọn thép:

Bản thang dày 80 cm, chọn chiều dày lớp bảo vệ Co = 10mm. a tt  C 0   8 

(nên không cần tính toán lại)

→Thỏa mãn yêu cầu chịu lực.

Chiều cao làm việc thực tế của tiết diện: h o o  h− a 80−15 85(mm) h  65(mm)

Tính toán BCN theo sơ đồ đàn hồi.

Cắt 1 dải bản rộng b=1m theo phương cạnh ngắn để tính toán, coi BCN liên kết khớp với DCN1 và DCN2.

Xác định nội lực: l1/l2 = 2,58 > 2, bản làm vệc một phương theo phương cạnh ngắn.

Cắt một dải bản theo phương cạng ngắn chó bề rộng b = 1m.

Coi dải bản có sơ đồ tính như một dầm đơn giản có liên kết hai đầu khớp.

Chiều cao làm việc của tiết diện là: h0 = hb – a = 80 - 15 = 65mm

KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021 αm = R b b.h M 2o = 14,5x1000x65 3,32x10 6 2 = 0,054 < αR = 0,427

Kiểm tra hàm lượng thép: μmin = 0,05% ≤ =μ b.h A sα 0 = 1000×85 185 = 0,28%

Chọn thép 6a15∅8a200 0mm có ASC = 189 mm2

Tính dầm chiếu nghỉ: DCN1 (kê lên tường)

Xác định kích thước tiết diện và tải trọng tác dụng lên dầm

Chọn kích thước dầm chiếu nghỉ là 250x350mm

Tải trọng tác dụng lên dầm gồm

- Trọng lượng bản thân bê tông gbt = n × × b × (h − hγ b) = 1,1 × 25 × 0,25 × (0,35 − 0,1) = 1,21 (kN/m)

- Trọng lượng phần vữa trát: gtr = n (b + 2h − 2hγ δ b )

Do bản chiếu nghỉ truyền vào có dạng hình chữ nhật: g2 = ql2/2 = 7,3751,9/2 = 7kN/m.

Tải trọng do các bản thang truyền vào: g3 = 0,5ql1 = 0,59,3534,56 = 21,32 kN/m

Tổng tải trọng phân bố tác dụng lên dầm chiếu nghỉ là: q = gbt + gtr + g2 + g3 = 1,21 + 0,23 + 7 + 21,32 = 29,76 kN/m

Sơ đồ tính: Là dầm đơn giản kê lên tường

Biểu đồ nội lực dầm chiếu nghỉ 1 (DCN1)

Mmax = M2 Xác định nội lực và tính thép

Nội lực xác định thép chịu mômen dương:

8 = 29,76x4,3 8 2 = 55,52 kNm Lực cắt lớn nhất ở gối tựa:

Cốt thép chịu mômen dương

Kiểm tra hàm lượng thép: μmin = 0,05% ≤ =μ Asα b h0 = 948,45

Chọn chiều dày lớp bảo vệ C0 = 20mm att = Co + ϕ 2 = 20 + 25 2 = 32,5(mm)

Căn cứ theo yêu cầu cấu tạo chọn cốt đai6a150 (vì h < 800mm) có asw = 28,3 mm2, và bố trí 2 nhánh (vì b = 250 mm).

Với chiều cao dầm nhỏ hơn 450mm, khoảng cách giữa các cốt đai không quá:

Sct = min(h/2 và 150 mm) = 150 mm.

- Kiểm tra điều kiện hạn chế hạn chế về lực cắt:

Asw – diện tích tiết diện ngang của một lớp cốt đai b – Chiều rộng tiết diện chữ nhật

S – Khoảng cách giữa các cốt đai chọn theo điều kiện

+) Đoạn đầu dầm: Sct = min( 2 và 15cm)

+) Đoạn giữa dầm: Sct = min ( 4 và 50 cm)

 điều kiện hạn chế về lực cắt được thoả mãn.

- Kiểm tra điều kiện tính toán:

 Không phải tính cốt đai.

- Đặt cốt đai theo cấu tạo:

+) Đoạn đầu dầm: s = min(h/2 và 15cm) = min (35/2 và 15cm) chọn bằng 15 (cm)

+) Đoạn giữa dầm: s = min (3.h/4và 50 cm) = min(3.35/4 = 26,25 và 50cm) Chọn bằng 25(cm).

Tính dầm chiếu nghỉ: DCN2 ( ngàm vào cột )

Tính toán DCN2 với sơ đồ tính là dầm đơn giản, hai đầu khớp.

- Trọng lượng bản thân bê tông gbt = n × × b × (h − hγ b) = 1,1 × 25 × 0,25 × (0,35 − 0,1) = 1,21(kN/m)

- Trọng lượng phần vữa trát: gtr = n (b + 2h − 2hγ δ b)

- Do sàn chiếu nghỉ truyền vào có dạng hình chữ nhật: g2 = ql2/2 = 7,3751,9/2 = 7 kN/m.

- Tải trọng tường xây 220 phía trên DCN2 cao 1,2m: g3 = (0,22.18.1,1 + 0,03.18,1,3).1,2 = 6,07 (kN/m)

MAX Biểu đồ nội lực dầm chiếu nghỉ 2 (DCN2)

Xác định nội lực và tính thép

Lực cắt lớn nhất ở gối tựa:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ DẦM TRỤC C TẦNG 3

Kiểm tra hàm lượng thép: μ min = 0,05% ≤ =μ Asα b h0 = 625,31

→ Chọn 2 20, có As chọn = 628(mm2)

Bố trí cốt đai cho dầm

+ Đoạn đầu dầm: bố trí 6a150∅8a200

+ Đoạn giữa dầm: bố trí 6a200∅8a200

6 TÍNH TOÁN DẦM DỌC TRỤC C TẦNG 3

Dầm dọc trục C gồm có dầm D1(300x450)

Nhịp tính toán là: l= 6(m) và 5,3(m) – 4,3(m) – 5,95 (m)

Hình 4 Sơ đồ tính dầm D1(300x450) trục C tầng 3.

6.2 Tải trọng tác dụng lên dầm

Dầm chịu tải trọng phân bố đều do bản sàn truyền vào và trọng lượng bản thân dầm, tải trọng do tường truyền xuống.

Dầm chịu tải tập trung do dầm phụ truyền vào.

+ Tải trọng tam giác quy về tải trọng phân bố đều: q td s l 1  g

Tên ô bản Tên lớp sàn tt 2 g (daN/m )

-Nếu ô bản có tỉ số hai cạnh < 2 (bản kê 4 cạnh) thì: Từ các góc ô bản kẻ các đường phân giác tạo thành hình tam giác và hình thang Xem gần đúng là tải trọng trên bản nằm trong các hình đó sẽ được truyền vào dầm ở cạnh đáy.

-Nếu tỉ số hai cạnh 2 (bản loại dầm) thì phân bố theo hình chữ nhật dọc theo cạnh dài.

-Khi đó tải trọng sẽ có dạng hình thang, hình tam giác và hình chữ nhật nên để đơn giản trong việc tính nội lực của khung ta quy tải trọng tải trọng phân bố có dạng hình thang, hình tam giác thành tải trọng phân bố đều tương đương và dùng chương trình

-Truyền tải từ 1 ô sàn hai phương về dầm dưới dạng tương đương:

5 8 + Tải trọng hình thang quy về tải trọng phân bố đều: q td 

6.2.2 Tĩnh tải a Tải trọng do sàn truyền vào kg s l 1

Các thành phần Cách tính Trị số (daN/m) q Dạng hình thang

Tĩnh Tải tương đương truyền vào dầm:

Tĩnh tải phân bố đều tác dụng lên dầm dọc

Các thành phần Cách tính Trị số (daN/m)

Tĩnh tải tập trung tác dụng lên dầm dọc

Hoạt tải phân bố đều tác dụng lên dầm dọc

Hoạt tải tập trung lên dầm dọc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021

Kí Các thành phần Cách tính Trị số (daN/m) hiệu

Tên ô Tải truyền vào dầm ptd (daN/m) Ô1 Dạng tam giác 293 Ô2 Dạng hình chữ nhật 324 Ô3 Dạng hình thang 335 Ô5 Dạng hình thang 204 Ô7 Dạng tam giác 270

Tên ô bản Loại hoạt tải tc 2

Hoạt tải ứng với các ô bản:

Tải tương đương truyền vào dầm:

Các trường hợp chất tải: a)-Tĩnh tải tác dụng lên dầm dọc trục C D1(300x450) b) Hoạt tải tác dụng lên dầm dọc trục C D1(300x450)

SVTH:NGUYỄN MẠNH TUẤN -2015X7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Sử dụng phần mềm SAP2000 xây dựng mô hình và tổ hợp tải trọng COMBO1= 1.1TT + 0.9HT1

Kết quả tổ hợp mômen trong dầm được đưa ra dưới đây:

COMBO15 Biểu đồ mômen dầm D4(300x450) - đơn vị daNm

- Tiết diện chịu mômen âm M (-) :

Cánh nằm trong vùng kéo, tính như tiết diện chữ nhật tiết diện bh = 300 x 450 Ở trên gối cốt thép dầm phải đặt xuống phía dưới cốt mũ của cốt thép sàn nên giả thiết a = 3 cm , h o = 45-3 = 42 (cm)

Chọn cốt thép 322, có Fa = 11,4 (cm2)

-Tính theo tiết diện chữ T cánh trong vùng nén.

-Xác định bề rộng cánh tính toán b c : b c = b + 2.c 1

- Có Mc=Rnbchb(ho-0,5hb)5.150.10.(40- 10

-Mô men dương lớn nhất M max = 108,91(daNm) < M c nên trục trung hoà qua cánh.

Chọn cốt thép 225, có F a = 9,82 (cm 2 )

- Kích thước tiết diện: b h 300 450mm

- Kiểm tra điều kiện cường độ ứng suất nén chính

S ct  min 150mm;500mm min ;500mm

=> Vậy dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính.

- Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông: Q max  0,75.R b t b.h 0

f : hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh tiết diện chữ T.

Tiết diện tính toán ứng với tiết diện dầm – là tiết diện chữ nhật nênf = 0

f = 0 vì không có lực kéo hoặc nén.

 Bê tông không đủ khả năng chịu cắt cần đặt cốt đai cấu tạo chọn cốt đai8

- Xác định bước đai cấu tạo

Trong đoạn đầu dầm dài 1

Trong đoạn giữa dầm, do lực cắt bé nên đặt cốt đai theo cấu tạo.

NỀN MÓNG (15%)

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS.NGUYỄN DANH HOÀNG

- LẬP MẶT BẰNG KẾT CẤU TẦNG 3, 4, 5 ,6,7

- TÍNH CẦU THANG GIỮA TRỤC 6-7

- TÍNH THÉP DẦM DỌC TRỤC C TẦNG 3

1 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU

Công trình "TÒA NHÀ ĐẠI HỌC HÀNG HẢI" được xây dựng tại xã Quang Minh-

Mê Linh- Vĩnh Phúc Đây là công trình có chức năng là phòng làm việc, phòng đào tạo về kĩ thuật Hệ kết cấu cho công trình phải đảm bảo vững chắc, độ bền và độ ổn định theo các quy định của Tiêu chuẩn xây dựng hiện hành Đồng thời, hệ kết cấu này còn phải thỏa mãn các yêu cầu về thẩm mỹ kiến trúc và các phương án kỹ thuật các bộ môn điện, nước, điều hòa, thông gió, viễn thông, thông tin.

Về tổng thể, công trình " TÒA NHÀ ĐẠI HỌC HÀNG HẢI- HẢI PHÒNG " bao gồm các hạng mục chính như sau: tổng số tầng phía trên: 7 tầng nổi với chiều cao 27,6m; chiều cao tầng 1 là 4,2m, chiều cao các tầng điển hình là 3,9m

Hệ kết cấu phần thân sử dụng kết cấu khung bê tông cốt thép (BTCT) toàn khối Đây là giải pháp chịu lực kinh tế và hợp lý cho các công trình có độ cao và khoảng cách bước cột trung bình, phù hợp với điều kiện và trình độ thi công tại Việt Nam.

Các tiêu chuẩn, quy phạm áp dụng trong thiết kế:

- TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 5574-2018: Kết cấu bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 9386-2012: Thiết kế Công trình chịu động đất

Vật liệu bê tông cấp bên B25 có:

- Cường độ tính toán về nén: R b = 14,5 MPa;

- Cường độ tính toán về kéo: R bt = 1,05 MPa.

Cốt thép trong bê tông:

- Khi d < 10 dùng thép CB240-T có: R s = R s’ = 210 (MPa)

- Khi d10 dùng cốt thép nhóm CB300-V có: R s = R sa = 260 (MPa)

Chiều dày bản xác định sơ bộ theo công thức: h b  D m l Với bản kê 4 cạnh, bản liên tục lấy: m = 42.

Với tải trọng nhỏ lấy: D = 1,1.

2.2 Chọn kích thước tiết diện dầm

KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPKHÓA 2015-2021 h d 1000 (83,3 125)cmcm  L Chọn h d u cm. b d  h  d  75 (15 h d  5300 (44 66)cmcm  L Chọn h d E cm. b d  h  d  45 (15 h d  600 (30 50)cmcm  L

- Kích thước dầm chính nhà sơ bộ chọn theo công thức:

- Kích thước dầm phụ sơ bộ chọn theo công thức:

Chọn chiều cao dầm là: hd = 30cm.

Chọn chiều rộng dầm là: bd = 22 cm.

2.3 Chọn kích thước tiết diện cột

Diện tích tiết diện ngang của cột sơ bộ chọn theo:

Rn - Cường độ chịu nén của bêtông, Rn= 11,5 MPa;

N - Tải trọng tác dụng lên cột, sơ bộ với nhà có sàn 10cm ta lấy cả tĩnh tải và hoạt tải là: q =7 kN/m 2 , N = n.N 1 ; n - Số tầng của công trình, n =7;

N 1 - tải trọng tác dụng lên cột ở tầng một N 1 =Fq;

Cột giữa có: N 1 =5,656,87&8,94 (kN) N=7268,9482,58 (kN)

Ta chọn tiết diện cột giữa trục C :

Cột biên có :N 1 =5,655,377,75 (kN) N=7209,61567,305 (kN)

Ta chọn tiết diện cột biên và góc

Tải trọng bản thân kết cấu chính bao gồm cột, dầm, sàn được xác định bằng chương trình phần mềm phân tích kết cấu ETABS, với hệ số vượt tải bằng 1,1 cho kết cấu bê tông cốt thép và 1,05 cho kết cấu thép.

Tĩnh tải bao gồm trọng lượng các vật liệu tạo nên công trình

Bảng 1 Tính tải sàn lớp học

STT Vật liệu Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m )3 Hệ số vượt tải

4 Khối xây gạch không nung 21 1,1

Bảng 2 Tính tải sàn hành lang

Bảng 3 Tính tĩnh tải sàn vệ sinh

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m )2

Tải trọng tính toán (kN/m )2

1 Gạch lát trống trơn Ceramic 400x 400, = 0,8 cm

3 Lớp bê tông sỏi nhỏ, = 4 cm

4 Sàn bê tông cốt thép, = 10 cm

5 Lớp vữa trát trần, = 1,5 cm

Tổng cộng 3,628 ĐỒ ÁN TỐT

Xây tường theo dầm chính dày 220 mm: 0,22x18 = 3,96 kN/m 2 3,96 1,1 4,356

Tải trọng gió gồm 2 thành phần tĩnh và động Đối với công trình dân dụng có chiều cao

< 40 m thì chỉ cần tính với thành phần gió tĩnh.

Tải trọng gió phân bố trên 1 m2 bề mặt thẳng đứng của công công trình được tính như sau:

KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021 n - hệ số độ tin cậy, n = 1,2;

W 0 - giá trị áp lực gió tiêu chuẩn W 0 = 0,95 kN/ m 2 )- Vùng IIB k - hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo chiều cao và dạng địa hình

Tải trọng gió phân bố đều vào cốt sàn: q = W a = nW0kCh Trong đó: h - chiều cao chịu áp lực gió

Tải trọng gió phân bố đều vào cốt sàn: q = W a = nW 0 kCh Trong đó: h - chiều cao chịu áp lực gió

Bảng 5 Tính tải trọng gió phân bố đều q 1 đ 0,95 1,2 4,2 0,86 0,8 5,75 q 2 đ 0,95 1,2 3,9 0,96 0,8 5,57 q3 đ 0,95 1,2 3,9 1,03 0,8 5,97 q4 đ 0,95 1,2 3,9 1,09 0,8 6,325 q 5 đ 0,95 1,2 3,9 1,13 0,8 6,55 q 6 đ 0,95 1,2 3,9 1.17 0,8 6,78 q 7 đ 0,95 1,2 3,9 1,2 0,8 7,79 q 1h 0,95 1,2 4,2 0,86 0,6 4,03 q2h 0,95 1,2 3,9 0,96 0,6 4,17 q 3h 0,95 1,2 3,9 1,03 0,6 4,49 q 4h 0,95 1,2 3,9 1,09 0,6 4,75 q5h 0,95 1,2 3,9 1,13 0,6 4,91 q6h 0,95 1,2 3,9 1,17 0,6 5,09 q7h 0,95 1,2 3,9 1,2 0,6 5,22

Hình 1 Mặt bằng ô sàn tầng điển hình

Các loại ô sàn được phân loại dựa theo tỷ số: Z ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021 l

 2 - Bản kê 4 cạnhBảng 6 Phân loại ô sàn Ô sàn l1 ( m ) l2 ( m ) l2/ l1 Loại bản

4.1.Tính thép sàn cho S4 có kích thước 3,6x6,3m

Giá trị tĩnh tải và hoạt tải trên sàn được lấy từ mục 3, gồm có: g = 3,628 kN/ m 2 ; p 3,60 kN/m 2 q = g + p = 3,628 + 3,60 = 7,228 kN/m2

Mô men trong bản được tính theo các công thức sau:

M 1 = m 1 P; M 2 = m 2 P ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021

M1: Mô men lớn nhất giữa nhịp cạnh ngắn;

M2: Mô men lớn nhất giữa nhịp cạnh dài;

M I : Mô men lớn nhất gối cạnh ngắn;

M II : Mô men lớn nhất gối cạnh dài; m 1 , m 2 , k 1 , k 2 : tra theo loại sơ đồ trong “sổ tay thực hành Kết cấu công trình ”;

Tỷ số l 2 / l 1 = 1,75 cho kết quả nội suy bao gồm: m 1 = 0,0313; m 2 = 0,0097; k 1 = 0,0645;

R b o k 2 = 0,0211 Kết quả mô men trong sàn thu được như sau:

Xét dải bản rộng 100 cm, hb = 10 cm với chiều dày lớp bảo vệ a = 1,5; chiều cao làm việc của bản sàn h 0 = h b - a = 10 - 1,5 = 8,5 cm.

- Tính theo phương cạnh ngắn: Ở giữa nhịp: M 1 = 5,853 kNm

100 8,5 100%=0,39cm% >min=0,05% Ở gối: MI ,574 KNm.

Diện tích cốt thép yêu cầu: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021

- Tính theo phương cạnh dài: Ở giữa nhịp: M 2 = 1,839 kNm.

Dùng thép8 a = 200 mm, As = 2,51 cm2.

4.2.Tính thép sàn cho S7 có kích thước 2,1x5.95m

Giá trị tĩnh tải và hoạt tải trên sàn được lấy từ mục 3, gồm có: g = 3,629 kN/ m 2 ; p 3,60 kN/m 2 q = g + p =3,628 + 3,60 = 7,228 kN/m2

Mô men âm ở hai đầu ngàm: M I = ql 12

Mô men dương ở giữa nhịp: M 1 = ql 12

Tính cho dải bản rộng 100 cm, h b = 10 cm.

Chọn a = 1,5 cm cho mọi tiết diện, h 0 = h b - a = 10 - 1,5 = 8,5 cm.

- Thép chịu mômen âm: tại tiết diện gối có M I = 3,47(kNm).

Tính toán tương tự với mômen giữa nhịp cũng chọn là8 a = 200 mm

Các ô khác được tính tương tự và được lập thành bảng kèm theo.

Chi tiết bố trí cốt thép được thể hiện trên bản vẽ

SVTH:NGUYỄN MẠNH TUẤN -2015X7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPKHÓA 2015-2021 Ô sà n

5 THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ TẦNG ĐIỂN HÌNH

5.1 Giải pháp kết cấu cầu thang

5.1.1 Mặt bằng kết cấu cầu thang

1200 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021

*Lựa chọn giải pháp kết cấu của cầu thang:

- Cầu thang có cốn thang:

+ Ưu điểm: Dùng để đỡ bản thang,lan can tay vịn Làm giảm chiều dày của bản thang,có lợi hơn về kết cấu chịu lực.Độ cứng lớn hơn nên giảm độ võng

+ Nhược điểm: thi công phức tạp.

- Cầu thang không có cốn thang:

+ Ưu điểm: Dễ thi công, cấu tạo đơn giản.

+ Nhược điểm: Độ cứng kém hơn nên độ võng lớn hơn, chiều dày bản thang lớn.

Căn cứ vào kiến trúc em chọn giải pháp thiết kế cầu thang không cốn thang.

+ Bê tông cấp độ bền B25 có Rb = 11,5 MPa, Rbt = 0,9 MPa, E= 27x103 Mpa

+ Cốt thép: d < 10, nhóm CI có Rs = 225 MPa, Rsw = 225 MPa, E= 21x104 Mpa

D 10, nhóm CII có Rs = 280 MPa, Rsc = 280 MPa, E= 21x104 Mpa

5.1.2 Sơ bộ chọn kích thước tiết diện các bộ phận

Bản thang chọn dày hb = 80 mm

Bản chiếu nghỉ chọn dày hb = 80mm

Dầm chiếu nghỉ: DCN1: b h = 250 350 (mm).

Dầm chiếu tới: DCT: b h = 220 300 (mm).

Bậc thang cao hb = 15cm; bề rộng bậc = 35 (cm). ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021

5.1.3 Tính toán các bộ phận của thang a Tính bản thang (BT) và bản chiếu nghỉ (BCN):

Cắt một dải bản thang và bản chiếu nghỉ theo phương cạnh dài có bề rộng là b = 1m để tính toán.

Dải bản chịu tải trọng phân bố đều trên toàn dầm có 2 nhịp và được tính theo sơ đồ như hình vẽ.

+ Chiều dài tính toán của bản thang: l2 = l b cosαα = cosα(23,2) 4,2 = 4,56m + Chiều rộng tính toán của bản thang: l1 = 1,79 m

Kích thước bản chiếu nghỉ:

+ Chiều dài tính toán của bản chiếu nghỉ: l1 = 1,9m

+ Chiều rộng tính toán của bản chiếu nghỉ: l2 = 4,2m

Tải trọng tác dụng lên bản thang:

Các lớp tạo thành Hệ số vượt tải gb (KN/m2)

- Hoạt tải: pb = pbc n = 3 1,2 = 3,6 (kN/m2)

 Tổng tải trọng tác dụng lên 1m bề rộng bản thang là: q = gb + pb = 5,753 + 3,6 = 9,353 (KN/m)

Vậy tải trọng vuông góc với bản thang gây uốn là: qtt= qb.cos = 9,353.0,92 = 8,6 (KN/m)

Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ:

STT Cấu tạo các lớp qtc

1 - Lát đá Granite dày 20mm.

3 - Lớp bê tông dày 10cm.

5 - Hoạt tải 3 1,2 3,6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 Tổng tải trọng tác dụng lên 1m bề rộng bản chiếu nghỉ là: q = gb + pb = 3,775 + 3,6= 7,375 (KN/m) Tính bản thang:

Sơ đồ tính: dải bản như dầm đơn giản hai đầu tựa khớp lên hai dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới nên q q tt

Chiều cao làm việc của tiết diện là: h0= hb – a = 80 - 15 = 65mm αm = R b b.h M 2o = 14,5.1000.65 3,44x10 6 2 = 0,056 < αR = 0,427

Kiểm tra hàm lượng thép: μmin = 0,05% ≤ =μ b.h A sα 0 = 1000×65 242,1 = 0,37%

Chọn thép 8a200∅8a200 có As chọn = 2,51 cm2

Cốt thép theo phương cạnh ngắn chọn 8a200∅8a200 , có ASC = 2,51mm2

Ta chọn và bố trí cốt thép mũ ở gối (thực tế bản sàn cầu thang làm việc theo sơ đồ đàn hồi nên vẫn xuất hiện mô men âm ở gối do đó ta vẫn đặt cốt mũ theo cấu tạo tại vị trí liên kết giữa bản thang với các dầm thang) là: Chọn 6a200∅8a200 , có ASC = 141mm2.

Và cốt phân bố phía dưới cốt mũ để cố định cho cốt mũ chọn∅8a2006a200.

* Kiểm tra việc chọn thép:

Bản thang dày 80 cm, chọn chiều dày lớp bảo vệ Co = 10mm. a tt  C 0   8 

(nên không cần tính toán lại)

→Thỏa mãn yêu cầu chịu lực.

Chiều cao làm việc thực tế của tiết diện: h o o  h− a 80−15 85(mm) h  65(mm)

Tính toán BCN theo sơ đồ đàn hồi.

Cắt 1 dải bản rộng b=1m theo phương cạnh ngắn để tính toán, coi BCN liên kết khớp với DCN1 và DCN2.

Xác định nội lực: l1/l2 = 2,58 > 2, bản làm vệc một phương theo phương cạnh ngắn.

Cắt một dải bản theo phương cạng ngắn chó bề rộng b = 1m.

Coi dải bản có sơ đồ tính như một dầm đơn giản có liên kết hai đầu khớp.

Chiều cao làm việc của tiết diện là: h0 = hb – a = 80 - 15 = 65mm

KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021 αm = R b b.h M 2o = 14,5x1000x65 3,32x10 6 2 = 0,054 < αR = 0,427

Kiểm tra hàm lượng thép: μmin = 0,05% ≤ =μ b.h A sα 0 = 1000×85 185 = 0,28%

Chọn thép 6a15∅8a200 0mm có ASC = 189 mm2

Tính dầm chiếu nghỉ: DCN1 (kê lên tường)

- Trọng lượng bản thân bê tông gbt = n × × b × (h − hγ b) = 1,1 × 25 × 0,25 × (0,35 − 0,1) = 1,21 (kN/m)

- Trọng lượng phần vữa trát: gtr = n (b + 2h − 2hγ δ b )

Do bản chiếu nghỉ truyền vào có dạng hình chữ nhật: g2 = ql2/2 = 7,3751,9/2 = 7kN/m.

Tải trọng do các bản thang truyền vào: g3 = 0,5ql1 = 0,59,3534,56 = 21,32 kN/m

Sơ đồ tính: Là dầm đơn giản kê lên tường

Biểu đồ nội lực dầm chiếu nghỉ 1 (DCN1)

Mmax = M2 Xác định nội lực và tính thép

8 = 29,76x4,3 8 2 = 55,52 kNm Lực cắt lớn nhất ở gối tựa:

Kiểm tra hàm lượng thép: μmin = 0,05% ≤ =μ Asα b h0 = 948,45

Chọn chiều dày lớp bảo vệ C0 = 20mm att = Co + ϕ 2 = 20 + 25 2 = 32,5(mm)

Căn cứ theo yêu cầu cấu tạo chọn cốt đai6a150 (vì h < 800mm) có asw = 28,3 mm2, và bố trí 2 nhánh (vì b = 250 mm).

Với chiều cao dầm nhỏ hơn 450mm, khoảng cách giữa các cốt đai không quá:

Sct = min(h/2 và 150 mm) = 150 mm.

- Kiểm tra điều kiện hạn chế hạn chế về lực cắt:

Asw – diện tích tiết diện ngang của một lớp cốt đai b – Chiều rộng tiết diện chữ nhật

S – Khoảng cách giữa các cốt đai chọn theo điều kiện

+) Đoạn đầu dầm: Sct = min( 2 và 15cm)

+) Đoạn giữa dầm: Sct = min ( 4 và 50 cm)

 điều kiện hạn chế về lực cắt được thoả mãn.

- Kiểm tra điều kiện tính toán:

 Không phải tính cốt đai.

- Đặt cốt đai theo cấu tạo:

+) Đoạn đầu dầm: s = min(h/2 và 15cm) = min (35/2 và 15cm) chọn bằng 15 (cm)

+) Đoạn giữa dầm: s = min (3.h/4và 50 cm) = min(3.35/4 = 26,25 và 50cm) Chọn bằng 25(cm).

Tính dầm chiếu nghỉ: DCN2 ( ngàm vào cột )

Tính toán DCN2 với sơ đồ tính là dầm đơn giản, hai đầu khớp.

- Trọng lượng bản thân bê tông gbt = n × × b × (h − hγ b) = 1,1 × 25 × 0,25 × (0,35 − 0,1) = 1,21(kN/m)

- Trọng lượng phần vữa trát: gtr = n (b + 2h − 2hγ δ b)

- Do sàn chiếu nghỉ truyền vào có dạng hình chữ nhật: g2 = ql2/2 = 7,3751,9/2 = 7 kN/m.

- Tải trọng tường xây 220 phía trên DCN2 cao 1,2m: g3 = (0,22.18.1,1 + 0,03.18,1,3).1,2 = 6,07 (kN/m)

MAX Biểu đồ nội lực dầm chiếu nghỉ 2 (DCN2)

Xác định nội lực và tính thép

Lực cắt lớn nhất ở gối tựa:

Kiểm tra hàm lượng thép: μ min = 0,05% ≤ =μ Asα b h0 = 625,31

→ Chọn 2 20, có As chọn = 628(mm2)

Bố trí cốt đai cho dầm

+ Đoạn đầu dầm: bố trí 6a150∅8a200

+ Đoạn giữa dầm: bố trí 6a200∅8a200

6 TÍNH TOÁN DẦM DỌC TRỤC C TẦNG 3

Dầm dọc trục C gồm có dầm D1(300x450)

Nhịp tính toán là: l= 6(m) và 5,3(m) – 4,3(m) – 5,95 (m)

Hình 4 Sơ đồ tính dầm D1(300x450) trục C tầng 3.

6.2 Tải trọng tác dụng lên dầm

Dầm chịu tải trọng phân bố đều do bản sàn truyền vào và trọng lượng bản thân dầm, tải trọng do tường truyền xuống.

Dầm chịu tải tập trung do dầm phụ truyền vào.

+ Tải trọng tam giác quy về tải trọng phân bố đều: q td s l 1  g

Tên ô bản Tên lớp sàn tt 2 g (daN/m )

-Nếu ô bản có tỉ số hai cạnh < 2 (bản kê 4 cạnh) thì: Từ các góc ô bản kẻ các đường phân giác tạo thành hình tam giác và hình thang Xem gần đúng là tải trọng trên bản nằm trong các hình đó sẽ được truyền vào dầm ở cạnh đáy.

-Nếu tỉ số hai cạnh 2 (bản loại dầm) thì phân bố theo hình chữ nhật dọc theo cạnh dài.

-Khi đó tải trọng sẽ có dạng hình thang, hình tam giác và hình chữ nhật nên để đơn giản trong việc tính nội lực của khung ta quy tải trọng tải trọng phân bố có dạng hình thang, hình tam giác thành tải trọng phân bố đều tương đương và dùng chương trình

-Truyền tải từ 1 ô sàn hai phương về dầm dưới dạng tương đương:

5 8 + Tải trọng hình thang quy về tải trọng phân bố đều: q td 

6.2.2 Tĩnh tải a Tải trọng do sàn truyền vào kg s l 1

Các thành phần Cách tính Trị số (daN/m) q Dạng hình thang

Tĩnh Tải tương đương truyền vào dầm:

Tĩnh tải phân bố đều tác dụng lên dầm dọc

Các thành phần Cách tính Trị số (daN/m)

Tĩnh tải tập trung tác dụng lên dầm dọc

Hoạt tải phân bố đều tác dụng lên dầm dọc

Hoạt tải tập trung lên dầm dọc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021

Kí Các thành phần Cách tính Trị số (daN/m) hiệu

Tên ô Tải truyền vào dầm ptd (daN/m) Ô1 Dạng tam giác 293 Ô2 Dạng hình chữ nhật 324 Ô3 Dạng hình thang 335 Ô5 Dạng hình thang 204 Ô7 Dạng tam giác 270

Tên ô bản Loại hoạt tải tc 2

Hoạt tải ứng với các ô bản:

Tải tương đương truyền vào dầm:

Các trường hợp chất tải: a)-Tĩnh tải tác dụng lên dầm dọc trục C D1(300x450) b) Hoạt tải tác dụng lên dầm dọc trục C D1(300x450)

SVTH:NGUYỄN MẠNH TUẤN -2015X7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Sử dụng phần mềm SAP2000 xây dựng mô hình và tổ hợp tải trọng COMBO1= 1.1TT + 0.9HT1

Kết quả tổ hợp mômen trong dầm được đưa ra dưới đây:

COMBO15 Biểu đồ mômen dầm D4(300x450) - đơn vị daNm

- Tiết diện chịu mômen âm M (-) :

Cánh nằm trong vùng kéo, tính như tiết diện chữ nhật tiết diện bh = 300 x 450 Ở trên gối cốt thép dầm phải đặt xuống phía dưới cốt mũ của cốt thép sàn nên giả thiết a = 3 cm , h o = 45-3 = 42 (cm)

Chọn cốt thép 322, có Fa = 11,4 (cm2)

-Tính theo tiết diện chữ T cánh trong vùng nén.

-Xác định bề rộng cánh tính toán b c : b c = b + 2.c 1

- Có Mc=Rnbchb(ho-0,5hb)5.150.10.(40- 10

-Mô men dương lớn nhất M max = 108,91(daNm) < M c nên trục trung hoà qua cánh.

Chọn cốt thép 225, có F a = 9,82 (cm 2 )

- Kích thước tiết diện: b h 300 450mm

- Kiểm tra điều kiện cường độ ứng suất nén chính

S ct  min 150mm;500mm min ;500mm

=> Vậy dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính.

- Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông: Q max  0,75.R b t b.h 0

f : hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh tiết diện chữ T.

Tiết diện tính toán ứng với tiết diện dầm – là tiết diện chữ nhật nênf = 0

f = 0 vì không có lực kéo hoặc nén.

 Bê tông không đủ khả năng chịu cắt cần đặt cốt đai cấu tạo chọn cốt đai8

- Xác định bước đai cấu tạo

Trong đoạn đầu dầm dài 1

Trong đoạn giữa dầm, do lực cắt bé nên đặt cốt đai theo cấu tạo.

7.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 4

KẾT QUẢ CHẠY NỘI LỰC ETABS

Các tải trọng tính toán đã xác định được nhập vào mô hình công trình trên Etabs

Ta xét các tổ hợp sau :

S ct  min 337,5mm , chọn S = 200mm;500mm min ;500mm

+ Cường độ chịu nén R b = 14,5Mpa = 14,5.10 3 kN/m 2

+ Cường độ chịu kéo Rbt = 1,05MPa= 10,5 kG/cm2 = 10,5.102 kN/m2

+ Môđun đàn hồi E b = 30.10 3 MPa= 30.10 4 kG/cm 2 = 30.10 6 kN/m 2

+ Thép CB300V (CII) có : R s =R sc (0 MPa; R  0,595 R 0, 418

+ Thép CB240T (CI) có : R s =R sc "5MPa ; R  0,618 R  0,427

+ Mô đun đàn hồi E s = 21.10 4 MPa = 21.10 5 kG/cm 2 = 21.10 7 kN/m 2

7.2.Tính toán cốt thép cho dầm khung trục 4

Với tiết diện chịu mô men dương

Cánh nằm trong vùng nén, bề rộng dải cánh: bf = b + 2.Sc ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021

Với Sc (độ vươn của cánh) = min

1/2 khoảng cách thông thủy giữa 2 dầm.

Ltt/6 (Ltt: chiều dài tính toán của dầm)

6.hf (hf: chiều cao cánh)

Xác định vị trí trục trung hoà: M f  R b b f h f (h o − 0,5.h f ) (2)

+ M < Mf : trục trung hoà đi qua cánh, tính với tiết diện chữ nhật b f  h

+ M > Mf : trục trung hoà qua sườn, tính theo tiết diện chữ T.

, tiết diện quá bé, tính theo tiết diện chữ T đặt cốt kép.

Với tiết diện chịu mô men âm

Cánh nằm trong vùng kéo nên bỏ qua sự lam việc của cánh Tínhm theo (3):

+ KhimR: Tính theo bài toán cốt đơn Tính theo (4), tính As theo (5).

+ Khim > 0,5: Không nên bố trí As’ quá nhiều (lãng phí) Tăng kích thước tiết diện, hoặc cấp độ bền bê tông.

+ KhiR R : As’ chưa đủ nên tăng As’ và tính lại As

7.3.1.Tính toán cốt thép dọc cho dầm.

-Tính cốt thép cho dầm B10-Tầng 2

Từ bảng tổ hợp nội lực chọn cặp nội lực :

Bảng giá trị nội lực bao dầm B10 tầng 2

* Mặt cắt tại vị trí 0,25 của dầm B10

Nội lực phần tử B10 - tầng 1:

Chiều cao làm việc ho = 750 - 50 = 700 mm.

Cánh làm việc trong vùng chịu kéo nên bỏ qua sự làm việc của cánh.

Tính thép như dầm tiết diện chữ nhật có bh 00750mm

→ tính theo bài toán đặt cốt đơn.

Mặt cắt tại vị trí 1,8 của dầm B10

Nội lực phần tử B10- Tầng 2

Giả sử khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến mép dưới dầm a Pmm

Xác định kích thước bản cánh: Bản cánh làm việc trong vùng nén nên kể đến ảnh hưởng của bản cánh.

Chiều dày bản cánh hf bằng chiều dày bản sàn: hf 0mm > 0,1.h = 0,1x750 = 75mm. Độ vươn của sải cánh dầm Sc lấy bằng Min của các giá trị sau:

6 hf = 6 120 = 720 mm → chọn Sc= 720mm

Xác định vị trí trục trung hoà:

Ta có M < Mf trục trung hoà đi qua cánh của tiết diện chữ T, tính thép như dầm tiết diện chữ nhật có bh = bfh = 1740700 mm.

Chọn thép 2 25 có As=9,82 mm2

Mặt cắt tại vị trí 3,35 của dầm B10

Nội lực phần tử B10- tầng 2:

Giả sử khoảng cách a = 50 mm

Cánh làm việc trong vùng chịu kéo nên bỏ qua sự làm việc của cánh.

Tính thép như dầm tiết diện chữ nhật có bh = 300750(mm)

7.3.2.Tính toán cốt thép dọc cho các dầm bê tông cốt thép khác.

*Cốt thép dọc cho các dầm bê tông cốt thép khác ta thể hiện trong bảng sau :

7.3.3.Tính cốt đai chịu lực cắt cho dầm khung trục 4

+ Cường độ chịu nén Rb = 14,5Mpa = 14,5.103 kN/m2

+ Cường độ chịu kéo R bt = 1,05MPa= 10,5 kG/cm 2 = 10,5.10 2 kN/m 2

+ Môđun đàn hồi E b = 30.10 3 MPa= 30.10 4 kG/cm 2 = 30.10 6 kN/m 2

+ Cốt thép dọc nhóm CII có: Rs = Rsc = 280 MPa.

+ Cốt thép đai nhóm CI có Rsw = 175 MPa.

Kiểm tra điều kiện hạn chế

+w1: hệ số kể đến ảnh hưởng của cốt thép đai đặt vuông góc với trục dầm

;  w  A sw b.s b: chiều rộng sườn tiết diện chữ T, chiều rộng dầm chữ nhật.

* Chọn cốt đai cấu tạo như sau

- Nhóm cốt thép đai CI hoặc CII

- Đường kính cốt đai: h< 800mm : 6. h 800mm : 8.

- Số nhánh đai: b < 150mm: cho phép dùng đai 1 nhánh.

KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆPKHÓA 2015-2021 s Min s Min

2 b = 150 350mm: dùng đai 2 nhánh. b > 350mm: dùng đai 3 nhánh.

- Bước cốt đai: ở vùng gần gối tựa: một khoảng bằng 1/4 nhịp khi có tải trọng phân bố đều, còn khi có lực tập trung bằng khoảng cách từ gối tựa đến lực tập trung gần gối nhất, nhưng không nhỏ hơn 1/4 nhịp, khi chiều cao tiết diện cấu kiện h , bước cốt thép ngang lấy như sau: h≤ 450mm lấy

Trên các phần còn lại của nhịp khi chiều cao tiết diện cấu kiện lớn hơn 300 mm, bước cốt thép đai lấy không lớn hơn 3/4 h và không lớn hơn 500 mm.

Rb: cường độ chịu nén tính toán của bê tông (đơn vị MPa)

Nếu (1) thỏa mãn tức là đảm bảo độ bền trên dải nghiêng giữa các vết nứt xiên.

Nếu (1) không thỏa mãn thì cần tăng kích thước tiết diện hoặc cấp độ bền của bê tông.

Kiểm tra điều kiện tính toán :

Trong đó: VP phải thỏa mãn điều kiện:

(3) Vớib3= 0,6 vàb4= 1,5 đối với bê tông nặng.

+ Hệ sốn xét đến ảnh hưởng của lực dọc

+ c: hình chiếu của tiết diện nghiêng trên trục dầm, lấy giá trị cực đại c= 2ho.

+ Rbt: cường độ chịu kéo tính toán của bê tông (đơn vị MPa)

Nếu (2) thỏa mãn thì chỉ cần đặt cốt đai theo cấu tạo.

Nếu (2) không thỏa mãn thì phải tính toán cốt đai chịu lực cắt.

Kiểm tra điều kiện độ bền của tiết diện nghiêng :

Trong đó: Qb: là lực cắt do riêng bê tông chịu được xác định:

KHOA XÂYDỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021

Qsw: lực cắt do cốt đai chịu.

Hệ sốb3 = 0,6 đối với bê tông nặng.

Hệ sốf xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén trong tiết diện chữ T, được xác định:

Rsw: cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép đai.

Hệ sốb2 = 2,0 đối với bê tông nặng.

* Xác định khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông: Qu= Qb + Qsw

+ Nếu co thỏa mãn điều kiện (8) thì khả năng chịu cắt tối thiểu của cốt đai và bê tông được xác định:

+ Nếu co< ho: thì lấy co= ho và tính theo công thức:

Q u  b 2 (1 n  f ).R bt b.h o  q sw h o + Nếu co> 2.ho: thì lấy co= 2.ho và tính theo công thức:

Nếu Q≤ Qu: cốt đai cấu tạo thỏa mãn khả năng chịu lực.

Nếu Q> Qu: ta tính bước đai theo công thức sau: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021 s 4  b 2 (1   n   f ) R bt b h o R sw A sw

Bước đai tính theo công thức trên không nhỏ hơn 50mm, nếu tính ra quá nhỏ cần tăng đường kính cốt đai hoặc số nhánh đai sau đó tính lại.

Mặt cắt có lực cắt Max:

* Kích thước tiết diện dầm tính toán: bxh= 300x750mm.

* Chọn cốt đai theo yêu cầu cấu tạo:

Do h= 750mm nên chọn đai8

Do b00mm nên bố trí đai 2 nhánh.

Kiểm tra điều kiện hạn chế:

+w1: hệ số kể đến ảnh hưởng của cốt thép đai đặt vuông góc với trục dầm

2 sct Min 250mm Chọn sct 0mm.

Do Qmax= 60,83kN < VP nên đảm bảo điều kiện chịu ứng suất nén chính của bụng dầm.

Kiểm tra điều kiện tính toán:

Q b 4  (1   n ).Rbt b.ho c Trong đó VP phải thỏa mãn điều kiện:

Vớib3= 0,6 vàb4= 1,5 đối với Bê tông nặng.

- Hệ sốn xét đến ảnh hưởng của lực dọc,n = 0.

- c: hình chiếu của tiết diện nghiêng trên trục dầm, lấy giá trị cực đại c= 2ho.

2.h o  0, 75.R bt b.h o thỏa mãn điều kiện

Do Qmax= 60,83 kN < VP nên ta không cần tính cốt đai chịu lực cắt cho dầm.

Q≤ Qu: cốt đai cấu tạo thỏa mãn khả năng chịu lực Ta bố trí8a150 cho đoạn gần gối, và 8a200 cho đoạn giữa dầm

4.3.4 Tính toán neo, nối cốt thép

Neo cốt thép vào gối Độ dài đoạn neo cốt thép vùng bê tông chịu nén là:

R b 14,5 Đồng thời do neo cốt thép trong vùng bêtông chịu nén nên

2 l an  ( an s  an ) (0,5 8) 25 441,37mm l an  an  12 25 300mm và l an  l* 200mm

KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021 Độ dài đoạn neo cốt thép vùng bê tông chịu kéo là:

R b 14,5 Đồng thời do neo cốt thép trong vùng bêtông chịu kéo nên l an  an  20 25 500mm và l an  l* 250mm

Nối cốt thép Độ dài đoạn nối cốt thép vùng bê tông chịu nén là:

Rb 14,5 Đồng thời do nối cốt thép trong vùng bêtông chịu nén nên l an  an  15 25 375mm và lan l* 200mm Độ dài đoạn neo cốt thép vùng bê tông chịu kéo là:

R b 14,5 Đồng thời do neo cốt thép trong vùng bêtông chịu kéo nên l an  an  20 25 500mm và l an  l* 250mm

7.4.Tính toán thép cột khung trục 4

+ Cường độ chịu nén Rb = 14,5Mpa = 14,5 + Cường độ chịu kéo Rbt = 1,05MPa,5 kG/cm2

- Thép : + Thép CB300V (CIII) có : Rs =Rsc 65 MPa;  R  0,604 R  0,421

+ Thép CB240T (CI) có : Rs =Rsc "5MPa ;  R  0,618 R  0,421

+ Mô đun đàn hồi Es = 21.104 MPa = 21.105 kG/cm2 = 21.107 kN/m2

MXtư -29.4 (kNm) MYt -1.52 (kNm) Nmax -1966,565 (kN)

Tính thép cho cột C51- tầng 1 có Nmax ; Mytư ; Mxtư

Chiều cao tính toán của cột là: lox = loy = 0,75.4200 = 315cm Độ lệch tâm ngẫu nhiên theo hai phương là: eax = max ( 600 1 H; 1

600 30 ) = 16,67(mm) Độ mảnh theo hai phương, xác định ảnh hưởng của uốn dọc λ x λy l ox ix l oy iy

= 36,3 > 28 c n tính ⇒ cần tính η ần tính η η x

= 21,8 < 28 ⇒ cần tính η ηy = 1 Tính toán với trường hợp thứ 1: ηx = 1 N

C y Vậy tính theo phương y. h = Cx = 50 cm , b = Cy = 30 cm

Giả thiết a = 5 cm có ho = 45 cm.

M2 = Mx1 = 29,4 kNm Độ lệch tâm ngẫu nhiên ea = eax + 0,2.eay = 10 + 0,2.16,67 = 13,34 mm.

Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng x1 = γ N b R b b = 1966,565 14,5.300 = 409,2mm < ho = 450 mm

Vậy Hệ số chuyển đổi mo = 0,9

Tính mômen tương đương (đổi nén lệch tâm xiên sang nén lệch tâm phẳng) h b

30 = 41,19 kNm Độ lệch tâm hình học e1 e1 = M N = 1411,6 41190 = 29,2 mm Độ lệch tâm tính toán eo được xác định như sau.

Với kết cấu siêu tĩnh : e0 = max (e1,ea) = 13,34 mm. e o 13,34 h 500 nén đúng tâm.

= 0,027 < 0,3 Vậy là trường hợp nén lệch tâm rất bé, tính toán gần như

Hệ số ảnh hưởng của nén lệch tâm e γe = 1

Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm.

14 < = 36,3 < 104λ tính theo công thức sau

0,3 = 0,97 Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast:

365 − 14,5 = 1750mm2 b) tính toán cốt ngang

Do cột phần lớn cột làm việc như một cấu kiện nén đúng tâm nên cốt ngang chỉ đặt cấu tạo nhằm đảm bảo giữ ổn định cho cốt dọc, chống phình cốt thép dọc và chống nứt; Đường kính cốt đai: ∅8a200 ≥ (8; 0,25∅8a200max) trong mọi trường hợp và ∅8a200 ≥ (10;

0,25∅8a200max) trong trường hợp động đất mạnh Chọn thép đai 8∅8a200

Trong phạm vi nút khung từ điểm cách mép trên đến điểm cách mép dưới của dầm một khoảng l1 phải bố trí đai dày hơn; l1 ≥ (h; H

Với H là chiều cao cột, h là chiều cao tiết diện cột Cốt đai trong vùng này được bố trí với khoảng cách đảm bảo: sα≤{ 6∅8a200min = 6.20 = 120mm

Tại các vùng còn lại, khoảng cách đai chọn S ≤ ( bc; 6∅8a200max) đối với động đất mạnh và S ≤ (bc; 8∅8a200max) đối với động đất yếu.

=> Chọn thép đai ∅8a2008 a150 bố trí cho 2 đoạn đầu cột

Chọn thép đai ∅8a2008 a200 bố trí cho đoạn giữa cột Chọn thép đai ∅8a2008 a150 tại các đoạn neo, nối cốt thép Chiều dài đoạn nối cốt thép lấy bằng 40dmax

Bảng 17: thống kê chọn thép cột các tầng

Vị trí Phần tử Tiết diện

7.5.Tính toán cốt đai cho cột

- Do cột phần lớn cột làm việc như một cấu kiện lệch tâm rất bé nên cốt ngang chỉ đặt cấu tạo nhằm đảm bảo giữ ổn định cho cốt dọc, chống phình cốt thép dọc và chống nứt:

- Đường kính cốt đai: ≥ (8; 0,25 max) trong mọi trường hợp; ≥ (10; 0,25 max) trong trường hợp động đất mạnh Chọn thép đai 8.

Khoảng cách đai ngoài đoạn nối chồng s min  15;500mm   min  15 28;500mm   375mm , chọn s 200mm

Khoảng cách đai trong đoạn nối chồng s min  10;300mm   min  10 28;300mm   250mm , chọn s 150mm

5.4.Tính toán nối thép. Độ dài đoạn neo cốt thép trong vùng bê tông chịu nén là:

R b 14,5 Đồng thời do neo cốt thép trong vùng bêtông chịu nén nên l an  15d và l an  l *  200 mm Độ dài đoạn neo cốt thép trong vùng bê tông chịu kéo là:

Rb 14,5 Đồng thời do neo cốt thép trong vùng bêtông chịu nén nên l an  20d và l an  l *  250 mm

Vậy chọn chiều dài nối thép:

Chiều dài đoạn nối thanh thép đường kính 18: Lan = 700mm

15% ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : TS NGUYỄN NGỌC THANH

- ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT, ĐỊA CHẤT THỦY VĂN.

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG CHO CÔNG TRÌNH.

THỂ HIỆN BẢN VẼ KỸ THUẬT.

CHƯƠNG I : ĐÁNH GIÁ CÁC TÀI LIỆU DÙNG THIẾT KẾ NỀN MÓNG

1 Đánh giá đặc điểm công trình

-Công trình “ĐẠI HỌC HÀNG HẢI” có quy mô 7 tầng nổi

giá các tài liệu dùng để thiết kế móng Error! Bookmark not defined 1.Đánh giá đặc điểm công trình

Địa tầng

Theo kết quả khảo sát thì nền đất dưới công trình bao gồm 7 lớp khác nhau Địa tầng được phân chia theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:

Lớp 1: Đất trồng trọt dày 0.4m

Lớp 2: Sét, màu xám nâu, xám vàng, nâu đỏ ,trạng thái dẻo cứng dày 7.1m

- Lớp TK1: cát hạt nhỏ màu xám xanh , nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng dày 0.7m

Lớp 3: Sét pha, xám nâu,xám xanh,trạng thái dẻo mềm dày 3.1m.

Lớp 4: Sét, màu nâu, nâu hồng,xám vàng, trạng thái dẻo cứng dày 4.8m.

Lớp 5: Cát hạt mịn màu xám xanh, kết cấu kém chặt đến chặt vừa dày 7.2m.

Lớp 6: Sét, màu xám xanh, xám đen, lẫn ít vật chất hữu cơ dẻo mềm dày 15.2m

- Lớp TK2: Sét, màu xám xanh,xám đen trạng thái dẻo cứng dày 3.5m.

Lớp 7: Cát hạt nhỏ, màu xám xánh, xám ghi, lẫn sạn sỏi, chặt vừa đến chặt dày

2 Sét xám nâu, dẻo cứng 7,1 18,5 27,2 0,924 31,1 44,6 24,5 20,1 27

4 Sét pha xám nâu, dẻo mềm 3,1 17,7 26,86 1,073 36,9 41,4 26,5 15 23,4

6 Cát hạt mịn, kém chặt đến chặt vừa 7,2 - 26,9 - - - 27,5

7 Sét xám xanh, dẻo mềm 15,2 17 26,7 1,238 42,7 51 29,3 21,7 24,16

9 Cát hạt nhỏ xám xanh, chặt vừa đến chặt 3 - 26,9 - - - 35,2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC

2015X7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHÓA 2015-2021

Bảng 1.1 Bảng chỉ tiêu cơ lý các lớp đất

Trang 60 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2016-2021 ĐẠI HỌC HÀNG HẢI

Đánh giá tính chất xây dựng của các lớp đất nền

Với các lớp đất nằm dưới mực nước ngầm thì phải tính trọng lượng riêng đẩy nổi:

Chiều dày 0,4m Do đất lấp thành phần và trạng thái không ổn định nên không sử dụng

=> Lớp đất có tính xây dựng kém cần đào bỏ khi thi công.

2.2.2 Lớp đất 2: Sét xám nâu, dẻo cứng.

- Độ sệt: 0,25< I L = 0,328 ≤ 0,5 => Đất ở trạng thái dẻo cứng

Môđun biến dạng: E = 10640 (kPa) >10000(kPa)→ Lớp đất tốt có tính xây dựng

2.2.3 Lớp đất TK1: Cát hạt nhỏ kết cấu chặt vừa

Trọng lượng riêng đẩy nổi: γ dn 1+e 1+1,078

Môđun biến dạng: E = 6579(kPa) >5000(kPa)→ lớp đất tốt

2.2.4 Lớp đất 3:Sét pha xám nâu,dẻo mềm

- Độ sệt: 0,5< IL = 0,69 ≤0,75 => Đất ở trạng thái dẻo mềm.

Môđun biến dạng: E = 4266(kPa) < 5000(kPa)→ đất yếu,không có tính chất xây

SVTH: NGUYỄN MẠNH TUẤN – LỚP 2015X7 61 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2016-2021 ĐẠI HỌC HÀNG HẢI

2.2.5 Lớp đất 4: Sét pha xám nâu, dẻo cứng.

- Độ sệt: 0,25< IL = 0,4≤ 0,5 => Đất ở trạng thái dẻo cứng.

Trọng lượng riêng đẩy nổi:

- Môđun biến dạng: E = 10297(kPa) > 10000(kPa)→ Lớp đất tốt có tính chất xây dựng

2.2.6 Lớp 5: Cát hạt mịn, xám xanh,kết cấu kém chặt đến chặt vừa

Môđun biến dạng: E 400(kPa) >10000(kPa)→Lớp đất tốt có tính chất xây dựng

2.2.7 Lớp 6: Sét xám xanh lẫn ít vật chất hữu cơ , dẻo mềm.

- Độ sệt: 0,5< IL = 0,62 ≤ 0,75 => Đất ở trạng thái dẻo mềm

Môđun biến dạng: E V00(kPa) >5000(kPa)→ Lớp đất tốt

2.2.8 Lớp TK2: Sét màu xám xanh dẻo cứng.

- Độ sệt: 0,25< I L = 0,423 ≤ 0,5 Đất sét có trạng thái dẻo cứng

- Môđun biến dạng: E 45(kPa) > 5000(kPa)→ Lớp đất tốt có tính chất xây dựng.

- Trọng lượng riêng đẩy nổi: γ dn 1+e 1+1,149

2.2.9 Lớp 7: Cát hạt nhỏ xám xanh lẫn sạn sỏi chặt vừa đến chặt

- γ s -γ n 27,1-10 = =7,95(kN/m ) γ s -γ n 26,9-10 = =8,11(kN/m ) móng chính: giằng ngang nhịp 10m chọn h gm ( : ).l

(kPa)→ Lớp đất tốt có tính chất xây

2.3 Đánh giá điều kiện địa chất thủy văn

Mực nước ngầm ở cos -2,75m so với cos thiên nhiên Nước ngầm ổn định theo mùa và không có tính ăn mòn.

CHƯƠNG II: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG

1 Lựa chọn giải pháp nền móng cho công trình.

- Với các đặc điểm địa chất công trình (Trường cao 7 tầng, tại cột 4-C như đã phân tích đánh giá ở trên có N = 301T, các lớp đất trên là đất yếu không thể đặt móng công trình cao tầng lên được.

- Với quy mô và tải trọng công trình, giải pháp móng sâu (móng cọc) là hợp lý hơn cả Vì vậy chọn phương án móng cọc ép để thiết kế móng cho công trình do công trình nằm sát trục đường cao tốc

2 Giải pháp mặt bằng móng, phương pháp thi công móng.

2.1 Giải pháp mặt bằng móng.

- Các các cột xa nhau nên ta sử dụng móng đơn dưới trục cột trên toàn bộ công trình, kể cả các đài dưới vách thang máy.

- Để tạo sự liên kết các móng, đỡ tường và tạo ổn định không gian ta sử dụng hệ giằng

10 15 Chọn h gm = 600 mm, b gm = 300mm.

2.2.Phương pháp thi công móng.

Phương án móng cọc ép hiện nay được dùng rất phổ biến, nhất là khi có sự hỗ trợ của Robot ép cọc trên mặt bằng rộng Theo đó, việc sử dụng Robot ép cọc sẽ:

SVTH: NGUYỄN MẠNH TUẤN – LỚP 2015X7 63 ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2016-2021 ĐẠI HỌC HÀNG HẢI

+Thi công không gây tiếng ồn.

+Không làm ảnh hưởng, lún sụt công trình lân cận.

+Dễ dàng kiểm tra chất lượng.

+Thời gian thi công nhanh, chất lượng vượt trội.

- Tải trọng giằng ngang: N ttgn  0,3 0,7 25 1,1 39,27(kN)

CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG VÀ SỨC CHỊU TẢI

1 Tải trọng tác dụng xuống móng:

1 Xác định tải trọng móng M1 trục 4-C

Load Story Column Case/Combo Station m

Dựa vào bảng tổ hợp ta chọn được cặp tổ hợp nguy hiểm để tính toán cho móng

Do quá trình chạy khung chưa kể đến trọng lượng vữa trát của cột tầng 1, tường tầng 1 và dầm giằng móng Vì vậy khi thiết kế móng cần phải kể đầy đủ trọng lượng của các bộ phận này.

Lựa chọn kích thước tiết diện giằng móng: GM1 (300x700) và GM2 (300x700)

Tải trọng bổ sung gồm:

 Tổng tải trọng bổ sung: N bstt  239,27 30,6 69,87(kN)

 Lực dọc tính toán đầy đủ xác định đến cos đỉnh móng:

- Do phần tải trọng bổ sung không gây ra độ lệch tâm đáng kể trong thiết kế móng nên để đơn giản trong tính toán ta chỉ tính cộng vào phần lực dọc

Bảng IV.1 Nội lực tính toán đầy đủ tại đỉnh móng 4-C

2.Xác định tải trọng móng M2 trục 4-B

N ttgd  0,3 0,7   25 1,2 30,6(kN) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2016-2021 ĐẠI HỌC HÀNG HẢI

Story Column Case/Combo Station P V2 V3 M2 M3 m kN kN kN kN-m kN-m

- Dựa vào bảng tổ hợp ta chọn được cặp tổ hợp nguy hiểm để tính toán cho móng

- Trong quá trình chạy khung chưa kể đến trọng lượng của tường, giằng và cột tầng 1.

Vì các thành phần này gây ra độ lệch tâm đáng kể cho cột, móng nên chúng chỉ được kể vào phần lực dọc.

Tải trọng bổ sung gồm:

- Tải trọng giằng ngang: N ttgn  0,3

 Tổng tải trọng bổ sung: N bstt  10,395 30,6 40,995(kN)

 Lực dọc tính toán đầy đủ xác định đến cos đỉnh móng:

Bảng IV.2 Nội lực tính toán tác dụng lên đỉnh móng 4-B

3.Lựa chọn loại cọc: Đáy đài đặt tại cos -1,2m so với cốt tự nhiên, nằm trong lớp sét xám nâu Chọn sơ bộ chiều cao đài là h đ =0,8m Lớp bê tông lót vữa xi măng cát vàng B75 dày 10cm, ăn ra hai phía đế đài là 10cm

+ Chọn tiết diện cọc chế tạo sẵn là 30x30(cm).Chiều dài cọc dự kiến là Lm gồm 3 đoạn (6+6+7)m

+ Bê tông có cấp độ bền B25.

+ Cốt thép nhóm CII, 4Ф22 làm thép chịu lực.

+Cốt thép đai ∅8a2008 nhóm CI có R s =R sc "5 MPa

+ Cọc được hạ xuống bằng phương pháp ép tĩnh.

+ Phần trên của cọc ngàm vào đài h 1 =0,15 m.

+ Phần râu thép đặt đầu cọc lớn hơn 20Ф = 20x22D0 mm,chọn 450mm

Chiều dài làm việc của cọc là: l clv  l− l ngam  19− 0,15 0, 45 18, 4(m)

Chiều dài cọc cắm vào lớp cát hạt mịn là 3,5 m.

*) Tính toán thép cọc theo sơ đồ vận chuyển và cẩu lắp Để nối các cọc lại với nhau ta dùng phương pháp hàn hai đầu cọc lại với nhau bằng các tấm thép Để nối cọc bằng biện pháp hàn, người ta hàn sẵn các bản thép vào thép dọc của cọc.

3- Bản thép dùng để nối cọc

4- Bản thép hàn vào thép dọc

Hình 3.1 Chi tiết nội cọc

Kiểm tra cọc trong quá trình cẩu, lắp.

1 Kiểm tra sức chịu tải của cọc khi vận chuyển, cẩu lắp.

- Vị trí đặt các gối của cột được lựa chọn trên cơ sở mômen uốn của cột ở gối và ở nhịp xấp xỉ nhau. a) Khi vận chuyển.

+ L1: Khoảng cách từ đỉnh cọc tới gối thứ nhất

+ L2: Khoảng cách giữa hai gối kê

+ L 3 : Khoảng cách từ gối thứ 2 đến mũi cọc

Kiểm tra khi chuyên chở, bốc xếp. b) Khi cẩu lắp.

Vị trí đặt các gối của cột được lựa chọn trên cơ sở mômen uốn của cột ở gối và ở nhịp bằng nhau. ta có:

5000 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2016-2021 ĐẠI HỌC HÀNG HẢI

Kiểm tra khi cẩu lắp.

3.1 Tính toán nội lực và kiểm tra.

Chọn a = 3(cm) => h 0 = 27(cm) q = 1,5..A.n = 1,5x25x0,09x1,1 = 3,71 (kN/m) Trong đó: A = 0,3x0,3 = 0,09 m 2 là diện tích tiết diện ngang của cọc. n = 1,1 là hệ số độ tin cậy của tải trọng bản thân cọc.

Hệ số 1,5 là hệ số động lực do cọc bị uốn. a) Khi vận chuyển.

Từ vật liêu bê tông B25, thép CII, tra bảng Phụ lục 8 Kết cấu Bê tông cốt thép I – Phần cấu kiện cơ bản ta có:

Vậy cọc đảm bảo khả năng chịu lực khi vận chuyển cẩu lắp.

Chọn cốt thép: 4∅8a20018 có: A s = 10,17cm 2

* Xác định thép dùng để móc cẩu

+ Cốt thép dùng để móc cẩu thì phải chịu được tải trọng bản thân cọc khi móc cẩu:

+ Để an toàn thì cốt thép cầu chịu lực kéo:

Chọn thép CII có Rs(0MPa

Diện tích cốt thép dùng để móc cẩu:

4Xác định sức chịu tải của cọc

1.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc (theo TCVN 10304-2014)

Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc

+ Rb : Cường độ chịu nén tính toán của bê tông cọc với B25 có Rb ,5Mpa.

+ Rsc: Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép Thép CII có Rsc = 280Mpa.

+ A s : Diện tích tiết diện của cốt thép dọc

+ A b : Diện tích tiết diện của bê tông: A b  A− A s  0,09− 1,01710 −3  0,088(m 2 )

+: hệ số uốn dọc Theo TCVN 10304 -2014, đối với mỗi loại cọc, khi tính toán theo cường độ vật liệu cho phép xem cọc như một thanh ngàm cứng trong đất tại tiết diện cách đáy đài 1 đoạn l1: l 1  l 0  2

+ l 0 là chiều dài đoạn cọc kể từ đáy đài cao tới cao độ san nền, l 0 = 0 (m) do đài thấp.

+  là hệ số biến dạng,   5 k.b p

+ k600: là hệ số tỷ lệ được tính bằng kN/m 4 , được lấy phụ thuộc vào loại đất bao quanh cọc theo bảng A.1 TCVN 10304 -2014.

 c là hệ số điều kiện làm việc: c  3 đối với cọc độc lập

KHOA XÂY DỰNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2016-2021 ĐẠI HỌC HÀNG HẢI b p là chiều rộng quy ước của cọc (m)

Do cọc có d < 0,8 m cho nên b p  1,5d 0,5 1,5.0,3 0,5 0,95m

E mô đun đàn hồi của vật liệu làm cọc

I là mô men quán tính của tiết diện cọc bh 3 0,3 0,3 3−3

- Chiều dài tính toán của cọc: l tt  0,5l 1  0,5 7,4 3,7m

Ta có 12,3 28 bỏ qua uốn dọc, lấy 1 Vậy SCT của cọc theo vật liệu làm cọc:

1.2 Sức chịu tải của cọc theo đất nền

Sức chịu tải trọng nén: (Theo TCVN 10304-2014)

- c =1: Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất.

- γ cq và γ cf: Tương ứng là các hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi và trên thân cọc.

-Tra bảng 4 TCVN 10304-2014 có γ cq = 1,1 và γ cf = 1

- q b = 6000 kPa: Cường độ sức kháng của cọc trong đất( Tra bảng 2 TCVN 10304-2014).

- A b : Diện tích tiết diện cọc A b = 0,3x0,3 = 0,09 (m 2 ).

-U : Chu vi tiết diện ngang thân cọc U = 4x0,3 = 1,2 (m).

- f i : Cường dộ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i trên thân cọc (Tra theo bảng 3 TCVN10304-2014).

- li: Chiều dài đoạn cọc xuyên qua thành các phân lớp nhỏ có chiều dày

Tiêu đề	Đại Học Hàng Hải
Tác giả	Nguyễn Mạnh Tuấn
Người hướng dẫn	ThS. Nguyễn Danh Hoàng, TS. Nguyễn Ngọc Thanh, ThS. Lê Bá Sơn
Trường học	Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội
Chuyên ngành	Xây Dựng Dân Dụng Và Công Nghiệp
Thể loại	đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	193
Dung lượng	3,16 MB