Tải trọng và tác động Tiêu chuẩn thiết kế : TCVN 2737 : 1995 Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995 : TCXD 229 : 1999 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình : TCVN 9362 : 2012 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết kế : TCXDVN 356 : 2005 Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép : TCXDVN 338 : 2005 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế : TCXD 205 : 1998
THUYẾT MINH TÍNH TỐN MĨNG CẨU THÁP I./ Căn thiết kế: I.1/ Bản vẽ: I.2/ Các quy phạm tiêu chuẩn thiết kế: - Tải trọng tác động - Tiêu chuẩn thiết kế - Chỉ dẫn tính tốn thành phần động tải trọng gió theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995 - Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình - Kết cấu bê tơng bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế - Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép - Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế : TCVN 2737 : 1995 : TCXD 229 : 1999 : TCVN 9362 : 2012 : TCXDVN 356 : 2005 : TCXDVN 338 : 2005 : TCXD 205 : 1998 II./Các thông số cẩu tháp để tính tốn: Thơng số cẩu tháp đại diện để tính tốn: Trụ tháp: kích thước L x W x H = 1600x1600 x2500 Thanh đứng: L 160x160x10 Thanh giằng đứng: L 100x100x8 Cần tháp: Thanh ngang: L 100x100x8 Thanh giằng ngang: L 75x75x6 Bán kính cẩu lớn sử dụng: Rmaxsd = 55 (m) Trọng lượng tải trọng cẩu ứng với trường hợp Rmaxsd : Q = 1,6 (T) Page Trọng lượng tải trọng cẩu lớn nhất: Q’ = 8.0(T) Bán kính tương ứng tải trọng cẩu lớn nhất: R’max = 13,5 (m) Bán kính cần cẩu: Rđ = 14,3 (m) III./MƠ HÌNH, TẢI TRỌNG & TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÍNH MĨNG CẨU THÁP TRONG ETABS: 5,2 M M 4,0 M 5,2 M M 4,0 M III.1/ Các trường hợp tải tổ hợp tải trọng Các trường hợp tải: Tải trọng thân cẩu tháp Hoạt tải sử dụng Gió trái theo phương X Gió phải theo phương X Gió trái theo phương Y Gió phải theo phương Y Các tổ hợp tải trọng: Trường hợp 1: tĩnh tải + hoạt tải Trường hợp 2: tĩnh tải + hoạt tải + gió trái phương X Trường hợp 3: tĩnh tải + hoạt tải + gió phải phương X Trường hợp 4: tĩnh tải + hoạt tải + gió trái phương Y Trường hợp 5: tĩnh tải + hoạt tải + gió phải phương Y Trường hợp 6: tĩnh tải + gió trái phương X Trường hợp 7: tĩnh tải + gió phải phương X Trường hợp 8: tĩnh tải + gió trái phương Y Trường hợp 9: tĩnh tải + gió phải phương Y Page III.2/ Các sở tính tốn thiết kế cơng trình III.2.1/ Mơ hình tính : Để đảm bảo tính tốn xác lực tác dụng xuống cọc cơng trình, sử dụng mơ hình tính tốn hệ kết cấu khung khơng gian ngàm vào hệ móng cọc III.2.2/ Tính tốn máy tính: Sử dụng phần mềm tính tốn kết cấu ETABS V 9.0.7.Việc tính tốn cấu kiện lấy nội lực từ mơ hình ETABS, cách tính tn theo cơng thức quy phạm Việt Nam hành III.3/ Xác định tải trọng gió: III.3.1/ Tải trọng gió tĩnh gây theo phương X: Tính tốn theo cơng thức: Qtt = qotc x n x c x k x B Tải trọng gió tiêu chuẩn vùng: IIA qotc = 83 KG/m2 : Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn n = 1,2 Hệ số tin cậy Diện tích đón gió A i 2x 0,16x1 1,6x0,1 1,887x0,1 0,67 Diện tích giới hạn đường bao ngồi: A = 1,6 Hệ số khí động Ct 1, 0, 67 Cxi Ai 0,586 A 1, Ct 0,586 (1 0,95) 1 1,143 : Hệ số khí động Ct Cx (1 ) k1 , với Cx K: Hệ số kể đến ảnh hưởng độ cao đến tải trọng gió B = Ai = 0,67 (m2) Diện tích đón gió thép trụ tháp Loại địa hình đón gió : A Kết tính tốn cho bảng sau: c k B Qtc (Kg/m2) Fx (KG) 1,143 1,000 0,67 94,87 76,275 83 1,143 1,000 0,67 94,87 76,275 83 1,143 1,000 0,67 94,87 76,275 83 1,143 1,035 0,67 98,19 78,944 83 1,143 1,070 0,67 101,51 81,614 83 1,143 1,092 0,67 103,60 83,292 83 1,143 1,114 0,67 105,68 84,970 83 1,143 1,136 0,67 107,77 86,648 83 1,143 1,158 0,67 109,86 88,326 10 83 1,143 1,180 0,67 111,95 90,004 11 83 1,143 1,192 0,67 113,08 90,919 12 83 1,143 1,204 0,67 114,22 91,835 13 83 1,143 1,216 0,67 115,36 92,750 14 83 1,143 1,228 0,67 116,50 93,665 Cao độ qotc Cao độ (m) Kg/m2 Htt(m) 83 Page 15 83 1,143 1,240 0,67 117,64 94,581 16 83 1,143 1,250 0,67 118,59 95,343 17 83 1,143 1,260 0,67 119,53 96,106 18 83 1,143 1,270 0,67 120,48 96,869 19 83 1,143 1,280 0,67 121,43 97,632 20 83 1,143 1,290 0,67 122,38 98,394 21 83 1,143 1,298 0,67 123,14 99,005 22 83 1,143 1,306 0,67 123,90 99,615 23 83 1,143 1,314 0,67 124,66 100,225 24 83 1,143 1,322 0,67 125,42 100,835 25 83 1,143 1,330 0,67 126,18 101,445 26 83 1,143 1,338 0,67 126,93 102,056 27 83 1,143 1,346 0,67 127,69 102,666 28 83 1,143 1,354 0,67 128,45 103,276 29 83 1,143 1,362 0,67 129,21 103,886 30 83 1,143 1,370 0,67 129,97 104,496 31 83 1,143 1,376 0,67 130,54 104,954 32 83 1,143 1,382 0,67 131,11 105,412 33 83 1,143 1,388 0,67 131,68 105,869 34 83 1,143 1,394 0,67 132,25 106,327 35 83 1,143 1,400 0,67 132,82 106,785 36 83 1,143 1,406 0,67 133,39 107,242 37 83 1,143 1,412 0,67 133,96 107,700 38 83 1,143 1,418 0,67 134,52 108,157 39 83 1,143 1,424 0,67 135,09 108,615 40 83 1,143 1,430 0,67 135,66 109,073 41 83 1,143 1,434 0,67 136,04 109,378 42 83 1,143 1,438 0,67 136,42 109,683 43 83 1,143 1,442 0,67 136,80 109,988 44 83 1,143 1,446 0,67 137,18 110,293 45 83 1,143 1,450 0,67 137,56 110,598 46 83 1,143 1,454 0,67 137,94 110,903 47 83 1,143 1,458 0,67 138,32 111,208 III.3.2/ Tải trọng gió động gây theo phương X: Page Tính tóan cho dạng dao động thứ : Tần số f1 = 0,415 Lọai địa hình đón gió: A Thành phần động tải trọng gió tính tốn theo công thức: Wp(ij) = Mj * ξi * Ψi * Υij Mj : Khối lượng tập trung phần tử thứ j ξi : Hệ số động lực ứng với dao động thứ i, không thứ nguyên Υij : Chuyển vị ngang tỉ đối trọng tâm phần cơng trình thứ j dao động thứ I Ψi : Hệ số không thứ nguyên y n yi j 1 y W Fj ij n ji M j 1 j Xác định WFj theo công thức: WFj = Wj * ξj * υ * Dj * hj Wj : Tải trọng gió tĩnh ξj : Hệ số áp lực động tải gió Dj : Bề rộng đón gió tầng thứ j hj : Chiều cao đón gió tầng thứ j D = 1,6 (m) Chiều rộng cơng trình H = 47 (m) Chiều cao cơng trình υ = 0,75 Hệ số tương quan khơng gian tải trọng gió Bảng xác định thành phần động WFj Cao độ Wj (Kg/m2) ξi υ (m) Dj hj (m) (m) WFj (KG) 94,87 0,318 0,750 1,60 1,00 36,202 94,87 0,318 0,750 1,60 1,00 36,202 94,87 0,318 0,750 1,60 1,00 36,202 98,19 0,318 0,750 1,60 1,00 37,469 101,51 0,318 0,750 1,60 1,00 38,736 103,60 0,315 0,750 1,60 1,00 39,160 105,68 0,312 0,750 1,60 1,00 39,568 107,77 0,309 0,750 1,60 1,00 39,962 109,86 0,306 0,750 1,60 1,00 40,340 10 111,95 0,303 0,750 1,60 1,00 40,703 11 113,08 0,302 0,750 1,60 1,00 40,927 12 114,22 0,300 0,750 1,60 1,00 41,147 13 115,36 0,299 0,750 1,60 1,00 41,364 14 116,50 0,297 0,750 1,60 1,00 41,576 15 117,64 0,296 0,750 1,60 1,00 41,785 16 118,59 0,295 0,750 1,60 1,00 41,923 17 119,53 0,293 0,750 1,60 1,00 42,057 18 120,48 0,292 0,750 1,60 1,00 42,189 19 121,43 0,290 0,750 1,60 1,00 42,317 Page 20 122,38 0,289 0,750 1,60 1,00 42,442 21 123,14 0,288 0,750 1,60 1,00 42,602 22 123,90 0,288 0,750 1,60 1,00 42,760 23 124,66 0,287 0,750 1,60 1,00 42,917 24 125,42 0,286 0,750 1,60 1,00 43,073 25 126,18 0,286 0,750 1,60 1,00 43,228 26 126,93 0,285 0,750 1,60 1,00 43,381 27 127,69 0,284 0,750 1,60 1,00 43,533 28 128,45 0,283 0,750 1,60 1,00 43,684 29 129,21 0,283 0,750 1,60 1,00 43,834 30 129,97 0,282 0,750 1,60 1,00 43,982 31 130,54 0,281 0,750 1,60 1,00 44,065 32 131,11 0,281 0,750 1,60 1,00 44,147 33 131,68 0,280 0,750 1,60 1,00 44,228 34 132,25 0,279 0,750 1,60 1,00 44,308 35 132,82 0,279 0,750 1,60 1,00 44,387 36 133,39 0,278 0,750 1,60 1,00 44,465 37 133,96 0,277 0,750 1,60 1,00 44,543 38 134,52 0,276 0,750 1,60 1,00 44,619 39 135,09 0,276 0,750 1,60 1,00 44,694 40 135,66 0,275 0,750 1,60 1,00 44,769 41 136,04 0,275 0,750 1,60 1,00 44,841 42 136,42 0,274 0,750 1,60 1,00 44,913 43 136,80 0,274 0,750 1,60 1,00 44,984 44 137,18 0,274 0,750 1,60 1,00 45,056 45 137,56 0,273 0,750 1,60 1,00 45,127 46 137,94 0,273 0,750 1,60 1,00 45,197 47 138,32 0,273 0,750 1,60 0,50 22,634 Bảng xác định thành phần động hệ số Ψi Cao độ Wpj Mj (m) Đón (KG) 36,202 y1j y1j Wpj y1j2 Mj 200 0,0012 0,04344 0,00029 36,202 200 0,0044 0,1593 0,0039 36,202 200 0,0095 0,3439 0,0181 37,469 200 0,0163 0,6107 0,0531 38,736 200 0,0249 0,9645 0,1240 39,160 200 0,0352 1,3784 0,2478 39,568 200 0,0471 1,8637 0,4437 Page 39,962 200 0,0606 2,4217 0,7345 40,340 200 0,0757 3,0537 1,1461 10 40,703 200 0,0922 3,7528 1,7002 11 40,927 200 0,1101 4,5061 2,4244 12 41,147 200 0,1295 5,3286 3,3541 13 41,364 200 0,1501 6,2087 4,5060 14 41,576 200 0,1721 7,1553 5,9237 15 41,785 200 0,1952 8,1564 7,6206 16 41,923 200 0,2195 9,2020 9,6361 17 42,057 200 0,245 10,30401 12,00500 18 42,189 200 0,2715 11,4542 14,7425 19 42,317 200 0,299 12,6527 17,8802 20 42,442 200 0,3275 13,8997 21,4513 21 42,602 200 0,357 15,2087 25,4898 22 42,760 200 0,3872 16,5567 29,9848 23 42,917 200 0,4183 17,9523 34,9950 24 43,073 200 0,4502 19,3915 40,5360 25 43,228 200 0,4828 20,8704 46,6192 26 43,381 200 0,516 22,3847 53,2512 27 43,533 200 0,5499 23,9390 60,4780 28 43,684 200 0,5843 25,5247 68,2813 29 43,834 200 0,6193 27,1462 76,7065 30 43,982 200 0,6547 28,7950 85,7264 31 44,065 200 0,6906 30,4313 95,3857 32 44,147 200 0,7269 32,0905 105,6767 33 44,228 200 0,7635 33,7681 116,5865 34 44,308 200 0,8004 35,4643 128,1280 35 44,387 200 0,8376 37,1788 140,3148 36 44,465 200 0,875 38,9073 153,1250 37 44,543 200 0,9125 40,6452 166,5313 38 44,619 200 0,9502 42,3970 180,5760 39 44,694 200 0,988 44,1580 195,2288 40 44,769 229 1,0258 45,9237 240,9688 41 44,841 3544 1,0258 45,9977 3729,2294 42 44,913 146 1,1012 49,4579 177,0457 43 44,984 139 1,139 51,2371 180,3276 44 45,056 133 1,1768 53,0214 184,1861 45 45,127 127 1,2148 54,8198 187,4189 Page 46 45,197 104 1,2528 56,6231 163,2288 47 22,634 83 1,291 29,2203 138,3345 1042,57061 6908,37597 Hệ số Ψi = 0,1509 Xác định hệ số ξi: Phụ thuộc thông số εi độ giảm loga dao động δ i Wo 940 f i εi = 0,081 δ = 0,15 Cơng trình hình tháp, trụ thép Tra đồ thi xác định hệ số động lực ξ ξi = 2,325 Bảng tải trọng gió động gây theo phương X Cao độ Mj ξi Ψi y1j n Wpj (m) KG 200 2,325 0,1509 0,00120 1,20 0,101 200 2,325 0,1509 0,00440 1,20 0,371 200 2,325 0,1509 0,00950 1,20 0,800 200 2,325 0,1509 0,01630 1,20 1,373 200 2,325 0,1509 0,02490 1,20 2,097 200 2,325 0,1509 0,03520 1,20 2,965 200 2,325 0,1509 0,04710 1,20 3,967 200 2,325 0,1509 0,06060 1,20 5,104 200 2,325 0,1509 0,07570 1,20 6,376 10 200 2,325 0,1509 0,09220 1,20 7,766 11 200 2,325 0,1509 0,11010 1,20 9,273 12 200 2,325 0,1509 0,12950 1,20 10,907 13 200 2,325 0,1509 0,15010 1,20 12,642 14 200 2,325 0,1509 0,17210 1,20 14,495 15 200 2,325 0,1509 0,19520 1,20 16,441 16 200 2,325 0,1509 0,21950 1,20 18,487 17 200 2,325 0,1509 0,24500 1,20 20,635 18 200 2,325 0,1509 0,27150 1,20 22,867 19 200 2,325 0,1509 0,29900 1,20 25,183 20 200 2,325 0,1509 0,32750 1,20 27,584 21 200 2,325 0,1509 0,35700 1,20 30,068 22 200 2,325 0,1509 0,38720 1,20 32,612 23 200 2,325 0,1509 0,41830 1,20 35,231 24 200 2,325 0,1509 0,45020 1,20 37,918 25 200 2,325 0,1509 0,48280 1,20 40,664 Page 26 200 2,325 0,1509 0,51600 1,20 43,460 27 200 2,325 0,1509 0,54990 1,20 46,315 28 200 2,325 0,1509 0,58430 1,20 49,212 29 200 2,325 0,1509 0,61930 1,20 52,160 30 200 2,325 0,1509 0,65470 1,20 55,142 31 200 2,325 0,1509 0,69060 1,20 58,166 32 200 2,325 0,1509 0,72690 1,20 61,223 33 200 2,325 0,1509 0,76350 1,20 64,306 34 200 2,325 0,1509 0,80040 1,20 67,413 35 200 2,325 0,1509 0,83760 1,20 70,547 36 200 2,325 0,1509 0,87500 1,20 73,697 37 200 2,325 0,1509 0,91250 1,20 76,855 38 200 2,325 0,1509 0,95020 1,20 80,030 39 200 2,325 0,1509 0,98800 1,20 83,214 40 229 2,325 0,1509 1,02580 1,20 98,925 41 3544 2,325 0,1509 1,02580 1,20 1530,967 42 146 2,325 0,1509 1,10120 1,20 67,706 43 139 2,325 0,1509 1,13900 1,20 66,673 44 133 2,325 0,1509 1,17680 1,20 65,912 45 127 2,325 0,1509 1,21480 1,20 64,971 46 104 2,325 0,1509 1,25280 1,20 54,869 47 83 2,325 0,1509 1,29100 1,20 45,125 Bảng tổng hợp tải trọng gió tĩnh gió động tác dụng lên cẩu tháp theo phương X: Cao độ Tĩnh (Fx)Động (Wpj)- Tĩnh + Động (m) (KG) (KG) (T) 76,275 0,101 0,076 76,275 0,371 0,077 76,275 0,800 0,077 78,944 1,373 0,080 81,614 2,097 0,084 83,292 2,965 0,086 84,970 3,967 0,089 86,648 5,104 0,092 88,326 6,376 0,095 10 90,004 7,766 0,098 11 90,919 9,273 0,100 12 91,835 10,907 0,103 Page 13 92,750 12,642 0,105 14 93,665 14,495 0,108 15 94,581 16,441 0,111 16 95,343 18,487 0,114 17 96,106 20,635 0,117 18 96,869 22,867 0,120 19 97,632 25,183 0,123 20 98,394 27,584 0,126 21 99,005 30,068 0,129 22 99,615 32,612 0,132 23 100,225 35,231 0,135 24 100,835 37,918 0,139 25 101,445 40,664 0,142 26 102,056 43,460 0,146 27 102,666 46,315 0,149 28 103,276 49,212 0,152 29 103,886 52,160 0,156 30 104,496 55,142 0,160 31 104,954 58,166 0,163 32 105,412 61,223 0,167 33 105,869 64,306 0,170 34 106,327 67,413 0,174 35 106,785 70,547 0,177 36 107,242 73,697 0,181 37 107,700 76,855 0,185 38 108,157 80,030 0,188 39 108,615 83,214 0,192 40 109,073 98,925 0,208 41 109,378 1530,967 1,640 42 109,683 67,706 0,177 43 109,988 66,673 0,177 44 110,293 65,912 0,176 45 110,598 64,971 0,176 46 110,903 54,869 0,166 47 111,208 45,125 0,156 Page 10 III.3.3/ Tải trọng gió tĩnh gây theo phương Y: Tính tốn theo cơng thức: Qtt = qotc * n * c * k * B Tải trọng gió tiêu chuẩn vùng : IIA qotc = 83 KG/m2 : Gía trị áp lực gió tiêu chuẩn n = 1,2 Hệ số tin cậy c = 1,143 : Hệ số khí động K: Hệ số kể đến ảnh hưởng độ cao đến tải trọng gió B = 0,67 (m) Diện tích đón gió Loại địa hình đón gió : A Bảng kết tính tốn gió tĩnh cho bảng sau: Cao độ qotc Chiều dài đoạn (m) KG/m2 Htt(m) 83 1,143 83 83 c k B Qtc Fx m2 (KG/m2) (KG) 1,000 0,67 94,87 76,275 1,143 1,000 0,67 94,87 76,275 1,143 1,000 0,67 94,87 76,275 83 1,143 1,035 0,67 98,19 78,944 83 1,143 1,070 0,67 101,51 81,614 83 1,143 1,092 0,67 103,60 83,292 83 1,143 1,114 0,67 105,68 84,970 83 1,143 1,136 0,67 107,77 86,648 83 1,143 1,158 0,67 109,86 88,326 10 83 1,143 1,180 0,67 111,95 90,004 11 83 1,143 1,192 0,67 113,08 90,919 12 83 1,143 1,204 0,67 114,22 91,835 13 83 1,143 1,216 0,67 115,36 92,750 14 83 1,143 1,228 0,67 116,50 93,665 15 83 1,143 1,240 0,67 117,64 94,581 16 83 1,143 1,250 0,67 118,59 95,343 17 83 1,143 1,260 0,67 119,53 96,106 18 83 1,143 1,270 0,67 120,48 96,869 19 83 1,143 1,280 0,67 121,43 97,632 20 83 1,143 1,290 0,67 122,38 98,394 21 83 1,143 1,298 0,67 123,14 99,005 22 83 1,143 1,306 0,67 123,90 99,615 23 83 1,143 1,314 0,67 124,66 100,225 Page 11 24 83 1,143 1,322 0,67 125,42 100,835 25 83 1,143 1,330 0,67 126,18 101,445 26 83 1,143 1,338 0,67 126,93 102,056 27 83 1,143 1,346 0,67 127,69 102,666 28 83 1,143 1,354 0,67 128,45 103,276 29 83 1,143 1,362 0,67 129,21 103,886 30 83 1,143 1,370 0,67 129,97 104,496 31 83 1,143 1,376 0,67 130,54 104,954 32 83 1,143 1,382 0,67 131,11 105,412 33 83 1,143 1,388 0,67 131,68 105,869 34 83 1,143 1,394 0,67 132,25 106,327 35 83 1,143 1,400 0,67 132,82 106,785 36 83 1,143 1,406 0,67 133,39 107,242 37 83 1,143 1,412 0,67 133,96 107,700 38 83 1,143 1,418 0,67 134,52 108,157 39 83 1,143 1,424 0,67 135,09 108,615 40 83 1,143 1,430 0,67 135,66 109,073 41 83 1,143 1,434 31,2 160,68 6015,848 42 83 1,143 1,438 0,67 136,42 109,683 43 83 1,143 1,442 0,67 136,80 109,988 44 83 1,143 1,446 0,67 137,18 110,293 45 83 1,143 1,450 0,67 137,56 110,598 46 83 1,143 1,454 0,67 137,94 110,903 47 83 1,143 1,458 0,67 138,32 111,208 III.3.4/ Tải trọng gió động gây theo phương Y: Tính tóan cho dạng dao động thứ : Tần số f1 = 0,415 Lọai địa hình đón gió: A Thành phần động tải trọng gió tính tóan theo cơng thức: Wp(ij) = Mj * ξj * Ψi * Υij Mj : Khối lượng tập trung phần tử thứ j ξi : Hệ số động lực ứng với dao động thứ i, không thứ nguyên Υij : Chuyển vị ngang tỉ đối trọng tâm phần cơng trình thứ j dao động thứ I Ψi : Hệ số không thứ nguyên y n yi j 1 y W Fj ij n j 1 ji M j Xác định WFj theo công thức: Page 12 WFj = Wj * ξj * υ * Dj * hj Wj Tải trọng gió tĩnh ξj Hệ số áp lực động tải gió Dj Bề rộng đón gió tầng thứ j hj Chiều cao đón gió tầng thứ j D = 1,6 (m) Chiều rộng cơng trình H = 47 (m) Chiều cao cơng trình υ = 0,75 Hệ số tương quan khơng gian tải gió Bảng xác định thành phần động WFj Cao độ Wj (Kg/m2) (m) Đón 94,87 0,318 94,87 ξi υ Dj hj (m) (m) 0,750 1,60 1,00 36,202 0,318 0,750 1,60 1,00 36,202 94,87 0,318 0,750 1,60 1,00 36,202 98,19 0,318 0,750 1,60 1,00 37,469 101,51 0,318 0,750 1,60 1,00 38,736 103,60 0,315 0,750 1,60 1,00 39,160 105,68 0,312 0,750 1,60 1,00 39,568 107,77 0,309 0,750 1,60 1,00 39,962 109,86 0,306 0,750 1,60 1,00 40,340 10 111,95 0,303 0,750 1,60 1,00 40,703 11 113,08 0,302 0,750 1,60 1,00 40,927 12 114,22 0,300 0,750 1,60 1,00 41,147 13 115,36 0,299 0,750 1,60 1,00 41,364 14 116,50 0,297 0,750 1,60 1,00 41,576 15 117,64 0,296 0,750 1,60 1,00 41,785 16 118,59 0,295 0,750 1,60 1,00 41,923 17 119,53 0,293 0,750 1,60 1,00 42,057 18 120,48 0,292 0,750 1,60 1,00 42,189 19 121,43 0,290 0,750 1,60 1,00 42,317 20 122,38 0,289 0,750 1,60 1,00 42,442 21 123,14 0,288 0,750 1,60 1,00 42,602 22 123,90 0,288 0,750 1,60 1,00 42,760 23 124,66 0,287 0,750 1,60 1,00 42,917 24 125,42 0,286 0,750 1,60 1,00 43,073 25 126,18 0,286 0,750 1,60 1,00 43,228 26 126,93 0,285 0,750 1,60 1,00 43,381 27 127,69 0,284 0,750 1,60 1,00 43,533 28 128,45 0,283 0,750 1,60 1,00 43,684 29 129,21 0,283 0,750 1,60 1,00 43,834 30 129,97 0,282 0,750 1,60 1,00 43,982 WFj (KG) Page 13 31 130,54 0,281 0,750 1,60 1,00 44,065 32 131,11 0,281 0,750 1,60 1,00 44,147 33 131,68 0,280 0,750 1,60 1,00 44,228 34 132,25 0,279 0,750 1,60 1,00 44,308 35 132,82 0,279 0,750 1,60 1,00 44,387 36 133,39 0,278 0,750 1,60 1,00 44,465 37 133,96 0,277 0,750 1,60 1,00 44,543 38 134,52 0,276 0,750 1,60 1,00 44,619 39 135,09 0,276 0,750 1,60 1,00 44,694 40 135,66 0,275 0,750 1,60 1,00 44,769 41 160,68 0,275 0,750 63,00 1,00 2085,364 42 136,42 0,274 0,750 1,60 1,00 44,913 43 136,80 0,274 0,750 1,60 1,00 44,984 44 137,18 0,274 0,750 1,60 1,00 45,056 45 137,56 0,273 0,750 1,60 1,00 45,127 46 137,94 0,273 0,750 1,60 1,00 45,197 47 138,32 0,273 0,750 1,60 0,50 22,634 Bảng xác định thành phần động hệ số Ψi Cao độ Wpj Mj (m) Đón (KG) 36,202 y1j y1j Wpj y1j2 Mj 200 0,0001 0,00362 0,00000 36,202 200 0,0003 0,0109 0,0000 36,202 200 0,001 0,0362 0,0002 37,469 200 0,0014 0,0525 0,0004 38,736 200 0,0025 0,0968 0,0013 39,160 200 0,0031 0,1214 0,0019 39,568 200 0,0047 0,1860 0,0044 39,962 200 0,0055 0,2198 0,0061 40,340 200 0,0075 0,3025 0,0113 10 40,703 200 0,0085 0,3460 0,0145 11 40,927 200 0,0109 0,4461 0,0238 12 41,147 200 0,0121 0,4979 0,0293 13 41,364 200 0,0148 0,6122 0,0438 14 41,576 200 0,0161 0,6694 0,0518 15 41,785 200 0,0192 0,8023 0,0737 16 41,923 200 0,0207 0,8678 0,0857 17 42,057 200 0,024 1,00937 0,11520 18 42,189 200 0,0257 1,0842 0,1321 Page 14 19 42,317 200 0,0292 1,2356 0,1705 20 42,442 200 0,0312 1,3242 0,1947 21 42,602 200 0,0349 1,4868 0,2436 22 42,760 200 0,037 1,5821 0,2738 23 42,917 200 0,0408 1,7510 0,3329 24 43,073 200 0,0431 1,8565 0,3715 25 43,228 200 0,047 2,0317 0,4418 26 43,381 200 0,0495 2,1474 0,4901 27 43,533 200 0,0535 2,3290 0,5725 28 43,684 200 0,0561 2,4507 0,6294 29 43,834 200 0,0602 2,6388 0,7248 30 43,982 200 0,063 2,7709 0,7938 31 44,065 200 0,0671 2,9568 0,9005 32 44,147 200 0,0701 3,0947 0,9828 33 44,228 200 0,0741 3,2773 1,0982 34 44,308 200 0,0773 3,4250 1,1951 35 44,387 200 0,0813 3,6087 1,3219 36 44,465 200 0,0846 3,7618 1,4314 37 44,543 200 0,0885 3,9420 1,5665 38 44,619 200 0,092 4,1049 1,6928 39 44,694 200 0,0958 4,2817 1,8355 40 44,769 229 0,0995 4,4545 2,2672 41 2085,364 3544 0,101 210,6218 36,1523 42 44,913 146 0,1068 4,7967 1,6653 43 44,984 139 0,1105 4,9708 1,6972 44 45,056 133 0,1142 5,1453 1,7345 45 45,127 127 0,1179 5,3204 1,7654 46 45,197 104 0,1215 5,4915 1,5353 47 22,634 83 0,1252 2,8338 1,3010 293,24572 65,97767 Hệ số Ψi = 4,4446 Xác định hệ số ξi: Phụ thuộc thông số εi độ giảm loga dao động δ i Wo 940 f i εi = 0,081 δ = 0,15 Cơng trình hình tháp, trụ thép Tra đồ thi xác định hệ số động lực ξ ξi = 2,325 Bảng tải trọng gió động gây theo phương Y Page 15 Cao độ Mj ξi Ψi y1j n Wpj (m) KG 200 2,325 4,4446 0,00010 1,20 0,260 200 2,325 4,4446 0,00030 1,20 0,779 200 2,325 4,4446 0,00100 1,20 2,597 200 2,325 4,4446 0,00140 1,20 3,636 200 2,325 4,4446 0,00250 1,20 6,493 200 2,325 4,4446 0,00310 1,20 8,052 200 2,325 4,4446 0,00470 1,20 12,208 200 2,325 4,4446 0,00550 1,20 14,285 200 2,325 4,4446 0,00750 1,20 19,480 10 200 2,325 4,4446 0,00850 1,20 22,078 11 200 2,325 4,4446 0,01090 1,20 28,311 12 200 2,325 4,4446 0,01210 1,20 31,428 13 200 2,325 4,4446 0,01480 1,20 38,441 14 200 2,325 4,4446 0,01610 1,20 41,818 15 200 2,325 4,4446 0,01920 1,20 49,869 16 200 2,325 4,4446 0,02070 1,20 53,765 17 200 2,325 4,4446 0,02400 1,20 62,337 18 200 2,325 4,4446 0,02570 1,20 66,752 19 200 2,325 4,4446 0,02920 1,20 75,843 20 200 2,325 4,4446 0,03120 1,20 81,038 21 200 2,325 4,4446 0,03490 1,20 90,648 22 200 2,325 4,4446 0,03700 1,20 96,102 23 200 2,325 4,4446 0,04080 1,20 105,972 24 200 2,325 4,4446 0,04310 1,20 111,946 25 200 2,325 4,4446 0,04700 1,20 122,076 26 200 2,325 4,4446 0,04950 1,20 128,569 27 200 2,325 4,4446 0,05350 1,20 138,959 28 200 2,325 4,4446 0,05610 1,20 145,712 29 200 2,325 4,4446 0,06020 1,20 156,361 30 200 2,325 4,4446 0,06300 1,20 163,634 31 200 2,325 4,4446 0,06710 1,20 174,283 32 200 2,325 4,4446 0,07010 1,20 182,075 33 200 2,325 4,4446 0,07410 1,20 192,464 34 200 2,325 4,4446 0,07730 1,20 200,776 35 200 2,325 4,4446 0,08130 1,20 211,165 36 200 2,325 4,4446 0,08460 1,20 219,737 37 200 2,325 4,4446 0,08850 1,20 229,866 Page 16 38 200 2,325 4,4446 0,09200 1,20 238,957 39 200 2,325 4,4446 0,09580 1,20 248,827 40 229 2,325 4,4446 0,09950 1,20 295,911 41 3544 2,325 4,4446 0,10100 1,20 4439,456 42 146 2,325 4,4446 0,10680 1,20 202,501 43 139 2,325 4,4446 0,11050 1,20 199,471 44 133 2,325 4,4446 0,11420 1,20 197,251 45 127 2,325 4,4446 0,11790 1,20 194,455 46 104 2,325 4,4446 0,12150 1,20 164,101 47 83 2,325 4,4446 0,12520 1,20 134,954 Tổng tải trọng gió tĩnh gió động tác dụng lên cẩu tháp theo phương Y: Tĩnh (Fx)Động (Wpj)Tĩnh + Tầng (KG) (KG) Động (T) 76,275 0,248 0,077 76,275 0,744 0,077 76,275 2,481 0,079 78,944 3,473 0,082 81,614 6,201 0,088 83,292 7,690 0,091 84,970 11,658 0,097 86,648 13,643 0,100 88,326 18,604 0,107 10 90,004 21,085 0,111 11 90,919 27,038 0,118 12 91,835 30,014 0,122 13 92,750 36,712 0,129 14 93,665 39,937 0,134 15 94,581 47,626 0,142 16 95,343 51,347 0,147 17 96,106 59,533 0,156 18 96,869 63,750 0,161 19 97,632 72,432 0,170 20 98,394 77,393 0,176 21 99,005 86,571 0,186 22 99,615 91,780 0,191 23 100,225 101,206 0,201 Page 17 24 100,835 106,911 0,208 25 101,445 116,585 0,218 26 102,056 122,786 0,225 27 102,666 132,708 0,235 28 103,276 139,158 0,242 29 103,886 149,328 0,253 30 104,496 156,273 0,261 31 104,954 166,444 0,271 32 105,412 173,885 0,279 33 105,869 183,807 0,290 34 106,327 191,745 0,298 35 106,785 201,667 0,308 36 107,242 209,853 0,317 37 107,700 219,527 0,327 38 108,157 228,209 0,336 39 108,615 237,635 0,346 40 109,073 282,601 0,392 41 6015,848 4439,456 10,455 42 109,683 193,392 0,303 43 109,988 190,499 0,300 44 110,293 188,379 0,299 45 110,598 185,709 0,296 46 110,903 156,720 0,268 47 111,208 128,883 0,240 IV/ PHẢN LỰC CHÂN THÁP VÀ ĐẦU CÁC CỌC IV.1/ Nội lực chân cột chịu nén chịu kéo lớn sau: 1.1 Trường hợp : Tĩnh tải + gió phương Y - Cặp nội lực chân cột chịu nén: Page 18 - N1 M1 Q1 N2 M2 Q2 Cặp nội lực chân cột chịu kéo N3 M3 Q3 N4 M4 Q4 224 1,18 -8,73 223 1,32 -10 T Tm T T Tm T -213 1,25 -0,57 -200 1,1 -0,6 T Tm T T Tm T - IV.1/ Nội lực tác dụng lên đầu cọc : Phản lực đầu cọc chịu kéo nén trường hợp sau: - Vậy cọc chịu kéo lớn Pmax = 83,49 (T) Khả chịu kéo cốt thép cọc là: PC n d2 RC 12 3,14 0,9 12750 97,3(T ) 83,49(T ) cốt thép thỏa điều kiện cọc chịu 1000 kéo Vậy chọn số lượng cốt thép bố trí cọc 12Ø9, thép có cường độ RC = 12750 (KG/Cm2) + Tính tốn cọc ngàm vào đài móng: - Khả chịu kéo thép Ø18 AIII liên kết đầu cọc với đài móng là: - d2 3,14 1,82 3650 74, 26(T ) (1) 4 1000 Lực ma sát cọc ngàm vào đài ứng với đường kính ngồi D600 PC n RC Fms1 0,8 D L Rk 0,8 3,14 0,6 0,8 90 108,5(T ) 83, 49(T ) (2) Với cường độ chịu kéo bê tông mác 250(B20) : Rk = 9(KG/cm2) = 90(T/m2) Vậy chọn chiều dài phần cọc ngàm vào đài móng L = 0,8 (m) Tổng cộng khả chịu kéo đầu cọc cốt thép ma sát là: (1) + (2) = 74,26 + 108,5 = 182,76 T > 83,49 T thỏa điều kiện liên kết đầu cọc vào đài Page 19 Tính tốn lực ma sát phần bê tông đổ thêm lõi cọc đường kính D400 (đặt Ø18 AIII liên kết đầu cọc với đài móng) với bê tơng cọc : Fms2 = 0,8 * π * D * L * Rk = 0,8 * 3,14 * 0,4 * 0,85 * 90 = 76,82 T > 74,26 T Vậy phần lõi bê tông (đặt Ø18 AIII liên kết đầu cọc với đài móng) phải có chiều dài > 0,85 m bố trí cốt thép 8Ø18 AIII (có cường độ chịu kéo là: Ra = 3650 KG/cm2) VI - XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC : VI.1- SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU - Q VL m (R d n Trong đó: Bê tong mác: 600 Rn = 250 (KG/cm2) Rc = 12750 (KG/cm2) (Giới hạn chảy thép) Ra = 12750 (KG/cm2) m = 0,9 (hệ số kể đến ảnh hưởng uốn dọc cọc) D = 60 (cm) - Đường kính cọc Số thép: n = 12 Đường kính thép: Ø = mm Aa = 7,63 (cm2) Vậy: QVL = 723,9 (T) p R ' A a ) a VI.2 - SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐẤT NỀN (Tiêu chuẩn XDVN 205:1998) Sức chịu tải cho phép cọc đơn xác định theo công thức: Q a Q TC K TC Trong đó: QTC :Sức chịu tải tiêu chuẩn tính tốn theo đất cọc đơn Q m(m q d2 um f l ) TC R P f si i KTC :Hệ số an toàn kể đến ảnh hưởng nhóm cọc (Ktc = 1.4 - 1.75), sơ ta chọn: KTC = 1,4 m = 0,9 (Hệ số làm việc cọc đất ) + Xác định sức chống mũi cọc Qp: Q m q d p R P mR = (Hệ số làm việc đất mũi cọc có kể đến ảnh hưởng phương pháp hạ cọc ) qp (T/m2): Cường độ chịu tải đất mũi cọc q ' o o 0.75b ( d A a LB ) p I p k I k Trong đó:các hệ số a,b, Aok,Bok tra bảng phụ thuộc góc ma sát j, đường kính cọc b = 0,25 a = 0,67 Aok = 48,6 Bok = 87,6 Page 20 L = 35 (m) - Chiều dài cọc g ' I = 0,876 (T/m3) - Trọng lượng thể tích đất mũi cọc (Khi no nước có kể đến đẩy nước) g I = 0,997(T/m3) - Trị tính tốn trung bình(theo lớp) trọng lượng thể tích đất phía mũi cọc (Khi no nước có kể đến đẩy nước) dp = 0,6 (m) - Đường kính cọc qp = 518,4 (T/m2) Vậy sức chống mũi cọc: Qp= 146,6 (T) + Xác định thành phần ma sát hông Qf: Q f u m f l f si i Trong đó: + u: chu vi mặt cắt ngang cọc,(m) u = * D 3,14*0,6 1,89 (m) mf = 0,9 (Hệ số làm việc đất mặt bên cọc có kể đến ảnh hưởng phương pháp hạ cọc) fsi : ma sát bên cọc, tra bảng, phụ thuộc độ sâu trung bình lớp đất, trạng thái đất.(T/m2) li : chiều dày lớp đất thứ i mà cọc qua.(m) Căn vào mặt bố trí cẩu tháp hồ sơ báo cáo khoan thăm dò địa chất vị trí hố khoan số BH10 LỚP ĐẤT fsi (T/m2) li (m) fsi li (T) 0,700 15,3 10,7 5,600 9,7 54,3 6,800 4,4 29,9 6,800 5,6 38,1 7,000 2,0 14,0 TỔNG 37 147,0 Vậy thành phần ma sát hông Qf: Qf = 249,5 (T) Do đó: QTC= 356,5 (T) Vậy sức chịu tải cọc xác định theo tiêu lý đất nền: Qa = 254,6 (T) Kết luận: sức chịu tải cọc chọn để tính tốn móng: Qc= 255(T) Tương tự tính tốn sức chịu tải cọc ứng với đường kính cọc Ø400 Ø500 ta có bảng tổng hợp sau: Bảng tổng hợp sức chịu tải cọc đơn ứng với đường kính cọc Ø400: SỨC CHỊU CHIỀU SÂU MẶT ĐƯỜNG CHIỀU DÀI TÊN HỐ TẢI MA TRÊN KÍNH CỌC SÁT CẨU TÍNH TỐN CỌC ĐƠN KHOAN LỚP ĐẤT TỐT (m) CỌC THÁP L (m) ( T) CT - A1 HK1 37,4 Ø400 39,4 209 CT - A2 HK3 37,6 Ø400 39,6 209 CT - A3 HK11 39 Ø400 41 221 CT - B1 HK6 37,5 Ø400 39,5 209 CT - B2 HK4 37,4 Ø400 39,4 209 CT - B3 HK9 39,3 Ø400 41,3 221 CT - B4 HK10 35 Ø400 37 192 Bảng tổng hợp sức chịu tải cọc đơn ứng với đường kính cọc Ø500: CHIỀU SÂU MẶT ĐƯỜNG CHIỀU DÀI TÊN HỐ TRÊN KÍNH CỌC SỨC CHỊU TẢI MA SÁT Page 21 CẨU THÁP CT - A1 CT - A2 CT - A3 CT - B1 CT - B2 CT - B3 CT - B4 KHOAN LỚP ĐẤT TỐT (m) CỌC HK1 HK3 HK11 HK6 HK4 HK9 HK10 37,4 37,6 39 37,5 37,4 39,3 35 Ø500 Ø500 Ø500 Ø500 Ø500 Ø500 Ø500 CỦA CỌC ĐƠN ( T) 280 280 296 280 280 296 258 TÍNH TỐN L (m) 39,4 39,6 41 39,5 39,4 41,3 37 VI Thiết kế cho đài móng cọc: Nội lực chân cột: Point Nội lực trọng tâm móng - Load BAO MAX BAO MAX BAO MAX BAO MAX QX 5,27 1,79 1,99 2,08 11,13 QY 0,67 0,68 8,87 9,69 19,91 N 228,23 218,39 224,05 222,78 893,45 MX 1,109 1,09 1,118 1,147 4,464 MY 1,246 1,107 1,181 1,319 4,853 Chiều sâu chôn đài tính từ đáy đài đến mặt đài phải thỏa mãn điều kiện: hd hmin (hmin chiều cao tối thiểu đài để tổng lực ngang tác dụng vào đài tiếp thu hết phần đất đối diện, cọc làm việc cọc chịu kéo nén tâm) 2* H hmin 0, 7* tg 450 *b Với: , góc ma sát trọng lượng tự nhiên cát từ đáy đài trở lên 150 ; 1,8T / m3 H - tổng tải trọng ngang Từ kết nội lực, có Q chân cột: QY 19,91T b – cạnh đáy dài theo phương vng góc với lực ngang Q, chọn b 5, m 150 2*19,91 hmin 0, 7* tg 450 1,1 m 1,8*5, Chọn chiều cao đài thỏa điều kiện: Page 22 hd 1,6 m hmin 1,1 m Thỏa mãn yêu cầu chọc thủng cọc vào đài Số lượng cọc bố trí cọc: Số lượng cọc xác định: N tt 893,45 nc 3,5 , Qc 255 Chọn nc = cọc Mặt bố trí cọc hình vẽ: Vậy cọc móng cẩu tháp chọn cọc đường kính Ø600 thỏa mãn yêu cầu chịu nén chịu kéo cẩu tháp Ta có phản lực tác dụng lên đầu cọc P1 = P2 = Pmin = 98,82 (T) P3 = P4 = Pmax = 100,07 (T) VII.Tính tốn cốt thép cho đài cọc : Page 23 II II I I Tính tốn moment bố trí thép cho đài cọc : o Moment tương ứng với mặt ngàm I - I : MI = r1 (P3 + P4 ) Với P3 =P4 = Pmax = 100,07 (T) MI = 1,2x (100,07 + 100,07) = 240,17 (Tm) o Moment tương ứng với mặt ngàm II - II : MII = r2 ( P1 + P4 ) Với P1 = Pmin = 98,82 (T); P4 = Pmax = 100,07 (T) MII = 1,2 (98,82 + 100,07) = 238,7 (Tm) Cốt thép : 240,17*105 I F = 50,42 cm2 a1 0,9*R *h a 0,9*3650*145 M Chọn : 2716@200; có Fa = 54,26 cm2 Bố trí theo hai phương f *b 2*5200 U a 191, (mm); F 54,26 a chọn a = 200 (mm) Kiểm tra khả xuyên thủng cọc vào đài cọc với phản lực đầu cọc là: PCmax = 100,07 (T), Chu vi xuyên thủng là: Utb = 4x(D+h0) = 4x(0,6+0,55) c max Pcx 0,75* Rk *4( D ho )* ho 0,75*90*4*(0,6 0,55)*0,55 P Page 24 c max 100,07(T ) Pcx 170,7(T ) Thỏa điều kiện xuyên thủng cọc vào đài P Kiểm tra xuyên thủng cột vào đài móng: Tải trọng bình qn tác dụng lên cọc P c 893, 45 223,36(T ) Lực xuyên thủng: Pxt = 4x223.36 =893,45 (T) Lực chống xuyên: Pcx = 0,75 x RK xUtb xh0 với Chu vi xuyên thủng là: Utb = 4x(ac+ho), với ac = 1,6(m), ho = 1,55(m) Vậy Pxt 893, 45(T ) Pcx 0,75 90 4 (1,6 1,55) 1,55 1318( T) Thỏa điều kiện xuyên thủng Tính tốn bu long neo chân cẩu tháp tính tốn có chi tiết chân cẩu tháp cụ thể Page 25