(Đồ án hcmute) 21 storeys apartment

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG 21 STOREYS APARTMENT GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH HIỂN SVTH: LÊ PHÚC HẬU S K L0 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 06/2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 21 STOREYS APARTMENT SVTH: LÊ PHÚC HẬU LÊ PHÚC HẬU GVHD: TS NGUYỄN ĐÌNH HIỂNS NGUYEN DINH HIEN Tp Hồ Chí Minh, tháng 06/2018 LỜI CẢM ƠN Đối với sinh viên ngành Xây dựng, luận văn tốt nghiệp dự án lớn đầu đời chuẩn bi kết thúc trình học tập trường đại học, đồng thời mở trước mắt người hướng vào sống thực tế tương lai Thơng qua q trình làm luận văn tạo điều kiện để em tổng hợp, hệ thống lại kiến thức học, đồng thời thu thập bổ sung thêm kiến thức mà cịn thiếu sót, rèn luyện khả tính tốn giải vấn đề phát sinh thực tế Trong suốt khoảng thời gian thực luận văn mình, em nhận nhiều dẫn, giúp đỡ tận tình Thầy hướng dẫn với quý Thầy Cô môn Xây dựng Em xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc đến quý thầy cô Những kiến thức kinh nghiệm mà thầy cô truyền đạt cho em tảng, chìa khóa để em hồn thành luận văn tốt nghiệp Mặc dù cố gắng kiến thức kinh nghiệm hạn chế, luận văn tốt nghiệp em khó tránh khỏi thiếu sót, kính mong nhận dẫn quý Thầy Cô để em cố, hồn kiến thức Cuối cùng, em xin chúc quý Thầy Cô thành công dồi sức khỏe để tiếp tục nghiệp truyền đạt kiến thức cho hệ sau Em xin chân thành cám ơn TP.HCM, ngày 20 tháng 06 năm 2018 Sinh viên thực LÊ PHÚC HẬU PROJECT’S TASK Name’s student : LE PHUC HAU Student ID : 14149051 Class : 141493A Sector : Construction Engineering Technology Advisor : Dr NGUYEN DINH HIEN Start date : 12/02/2018 Finish date: 30/06/2018 Project’s Name: 21 STOREYS APARTMENT Input Data: Architectural Profile (provided by Advitor) Soil Profile The contents of capstone project: Architecture Illustrate architectural drafts again Structure Modeling, anlysis and design typical floor and design the typical flat floor Calculate, design staircase Modeling, calculation, design of frame and frame E Foundation: Bored piles Product 01 Thesis and 01 Appendix 17 drawing A1 (03 Architecture, 12 Structures, 02 Foundation) HEAD OF FACULTY Ho Chi Minh, June 30th, 2018 ADVISOR MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN - CAPSTONE PROJECT’S TASK - DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN - 10 1.1 Giới thiệu cơng trình - 10 1.1.1 Giới thiệu 10 1.1.2 Đặc điểm kiến trúc 10 a Phân khu chức 11 b Tiện ích tịa nhà 11 c Một số vẽ cơng trình 11 1.2 Giải pháp thiết kế 15 1.3 Vật liệu sử dụng - 15 1.4 Lớp bê tông bảo vệ 16 1.5 Tiêu chuẩn phần mềm ứng dụng tính tốn 16 CHƯƠNG 2: TẢI TRỌNG - TẢI TÁC ĐỘNG - 18 Tĩnh tải 18 2.1 2.1.1 Tĩnh tải trọng lượng thân sàn - 18 2.1.2 Tải tường - 18 2.2 Hoạt tải 18 2.3 Tải trọng gió - 19 2.3.1 Thành phần tĩnh - 19 2.3.2 Thành phần động 20 2.3.3 Nội lực cho thành phần tĩnh động tải gíó 23 Tải trọng động đất - 23 2.4 2.4.1 Phổ phản ứng (theo phương ngang) 23 2.4.2 Phổ phản ứng (theo phương đứng) - 26 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN - THIẾT KẾ SÀN 27 Tính tốn sàn tầng điển hình (phương án sàn dầm) 27 3.1 3.1.1 Chọn sơ kích thước tiết diện dầm sàn 27 a Chiều dày sàn - 27 b Kích thước dầm - 27 c Sơ tiết diện cột 27 d Tiết diện vách - 28 3.1.2 Tải trọng tác dụng lên sàn 28 3.1.3 Mơ hình tính tốn sàn - 28 a Mơ hình 28 b Chia dải thiết kế (Design strip) - 29 3.1.4 Tính tốn cốt thép - 31 3.1.5 Kiểm tra theo trạng thái giới hạn II - 31 Tính tốn sàn tầng điển hình (phương án sàn phẳng) 32 3.2 3.2.1 Chọn sơ kích thước tiết diện dầm sàn 33 3.2.2 Tải trọng tác dụng lên sàn 33 3.2.3 Mơ hình tính tốn sàn - 33 a Mơ hình 33 b Chia dải thiết kế (Design strip) - 33 3.2.4 Tính tốn cốt thép - 36 3.2.5 Kiểm tra chọc thủng mũ cột - 36 3.3 So sánh hai phương án sàn - 37 3.3.1 Khối lượng bê tông 37 3.3.2 Khối lượng cốt thép - 37 3.3.3 Diện tích ván khn - 37 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN - THIẾT KẾ CẦU THANG 38 4.1 Cấu tạo cầu thang tầng điển hình - 38 4.2 Kích thước sơ cầu thang 38 4.3 Tải trọng 38 4.4 Sơ đồ tính nội lực 39 4.5 Tính tốn bố trí cốt thép 39 4.6 Thiết kế tính tốn dầm kiềng (dầm chiếu tới) - 40 4.6.1 Tải trọng 40 4.6.2 Sơ đồ tính nội lực 40 4.6.3 Tính tốn thép 41 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN - THIẾT KẾ HỆ KHUNG 42 5.1 Chọn sơ tiết diện dầm, cột, vách 42 5.2 Tính tốn tải trọng - 42 5.2.1 Tĩnh tải 42 5.2.2 Hoạt tải 42 5.2.3 Tải trọng gió - 42 5.2.4 Tải trọng động đất - 42 5.3 Tổ hợp tải trọng 42 5.4 Kiểm tra chuyển vị đỉnh cơng trình - 43 5.5 Tính tốn – thiết kế khung trục khung trục E - 44 5.5.1 Kết nội lực 44 5.5.2 Tính tốn – thiết kế hệ dầm 48 a Tính tốn cốt thép dọc - 48 b Tính toán cốt thép đai chịu cắt cho dầm 49 c Tính tốn cốt đai gia cường dầm phụ dầm - 50 d Cấu tạo kháng chấn cho dầm - 51 e Tính tốn đoạn neo, nối cốt thép - 52 5.5.3 Tính tốn – thiết kế cột khung trục - 52 a Lý thuyết tính tốn cốt thép dọc 52 b Áp dụng tính tốn cho cột C 56 c Tính tốn cốt đai 58 d Kết tính tốn thép cột khung truc E - 58 5.5.4 Tính tốn – thiết kế vách - 58 a Phương pháp vùng biên chịu momen 58 b Các giả thuyết 59 c Các bước tính tốn cốt thép dọc cho vách 59 d Tính tốn cốt ngang cho vách cứng 61 e Kết tính tốn cốt thép vách P1 khung trục E P2 trục - 61 CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN - THIẾT KẾ MĨNG - 64 6.1 Số liệu địa chất cơng trình - 64 6.2 Phương án móng cọc khoan nhồi - 65 6.2.1 Tính tốn sức chịu tải - 65 a Kích thước cọc 65 b Sức chịu tải cọc theo vật liệu 65 c Sức chịu tải cọc theo tiêu lý đất 66 d Sức chịu tải cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT - 67 e Sức chịu tải thiết kế 68 6.2.2 Thiết kế móng M1 - 68 a Xác định số lượng cọc bố trí 68 b Kiểm tra hệ số nhóm cọc 71 c Kiểm tra áp lực mũi cọc - 71 d Tính lún cho móng M1 73 e Kiểm tra xuyên thủng cho móng M1 73 f Thiết kế cốt thép cho đài móng M1 74 6.2.3 Thiết kế móng M2 - 75 a Xác định số lượng cọc bố trí 75 b Kiểm tra hệ số nhóm cọc 76 c Kiểm tra áp lực mũi cọc - 77 d Tính lún cho móng M2 79 e Kiểm tra xuyên thủng cho móng M2 79 f Thiết kế cốt thép cho đài móng M2 80 6.2.4 Thiết kế móng móng lõi thang 81 a Xác định số lượng cọc bố trí 81 b Kiểm tra hiệu ứng nhóm cọc 81 c Kiểm tra điều kiện tải tác dụng lên đầu cọc 82 d Kiểm tra áp lực mũi cọc 82 e Tính tốn lún cho móng lõi M3 83 f Kiểm tra xuyên thủng cho móng lõi M3 84 g Thiết kế cốt thép cho móng lõi thang M3 - 85 DANH MỤC HÌNH VẼ HÌNH 1.1 – MƠ HÌNH KIẾN TRÚC CƠNG TRÌNH BẰNG REVIT 10 HÌNH 1.2 – MẶT BẰNG KIẾN TRÚC TẦNG ĐIỂN HÌNH 12 HÌNH 1.3 – MẶT BẰNG KẾT CẤU TẦNG ĐIỂN HÌNH 13 HÌNH 1.4 – MẶT ĐỨNG KIẾN TRÚC CƠNG TRÌNH 14 HÌNH 1.5 – MẶT CẮT ĐỨNG KIẾN TRÚC CƠNG TRÌNH 15 HÌNH 2.1 – SƠ ĐỒ TÍNH TỐN ĐỘNG LỰC TẢI GIĨ TÁC DỤNG LÊN CƠNG TRÌNH 20 HÌNH 2.2 – MƠ HÌNH 3D ETAB 21 HÌNH 2.3 – SƠ ĐỒ TÍNH TỐN GIĨ ĐỘNG LÊN CƠNG TRÌNH 21 HÌNH 2.4 – HỆ TỌA ĐỘ KHI XÁC ĐỊNH HỆ SỐ KHÔNG GIAN  22 HÌNH 2.5 – BIỂU ĐỒ PHỔ PHẢN ỨNG THIẾT KẾ THEO PHƯƠNG NGANG 26 HÌNH 3.1 – MƠ HÌNH SÀN DẦM TẦNG ĐIỂN HÌNH – SAFE 28 HÌNH 3.2 – DẢI STRIP THEO PHƯƠNG X 29 HÌNH 3.3 – DẢI STRIP THEO PHƯƠNG Y 29 HÌNH 3.4 – LABEL CÁC DẢI STRIP TRONG MƠ HÌNH 30 HÌNH 3.5 – NỘI LỰC DẢI STRIP THEO PHƯƠNG X 30 HÌNH 3.6 – NỘI LỰC DẢI STRIP THEO PHƯƠNG Y 31 HÌNH 3.7 – ĐỘ VÕNG NGẮN HẠN 32 HÌNH 3.8 – ĐỘ VÕNG DÀI HẠN 32 HÌNH 3.9 – MƠ HÌNH SÀN PHẲNG TẦNG ĐIỂN HÌNH – SAFE 33 HÌNH 3.10 – DẢI STRIP THEO PHƯƠNG X 34 HÌNH 3.11 – DẢI STRIP THEO PHƯƠNG Y 34 HÌNH 3.12 – LABEL CÁC DẢI STRIP TRONG MƠ HÌNH 35 HÌNH 3.13 – NỘI LỰC DẢI STRIP THEO PHƯƠNG X 36 HÌNH 3.14 – NỘI LỰC DẢI STRIP THEO PHƯƠNG Y 36 HÌNH 4.1 – MẶT BẰNG CẦU THANG TẦNG ĐIỂN HÌNH 38 HÌNH 4.2 – TĨNH TẢI-HOẠT TẢI CẦU THANG VẾ 39 HÌNH 4.3 – NỘI LỰC CẦU THANG VẾ 39 HÌNH 4.4 – ĐỘ VÕNG CỦA BẢN THANG 40 HÌNH 4.5 – NỘI LỰC DẦM CHIẾU TỚI 41 HÌNH 5.1 – BIỂU ĐỒ MOMEN KHUNG TRỤC (THBAO) 44 HÌNH 5.2 – BIỂU ĐỒ LỰC CẮT KHUNG TRỤC (THBAO) 45 HÌNH 5.3 – BIỂU ĐỒ MOMEN KHUNG TRỤC E (THBAO) 46 HÌNH 5.4 – BIỂU ĐỒ LỰC CẮT KHUNG TRỤC E (THBAO) 47 HÌNH 5.5 – BIỂU ĐỒ MOMEN DẦM TẦNG ĐIỂN HÌNH (THBAO) 48 HÌNH 5.6 – ĐOẠN GIA CƯỜNG CỐT TREO TẠI VỊ TRÍ DẦM PHỤ GỐI LÊN DẦM CHÍNH 51 HÌNH 5.7 – CỐT THÉP NGANG TRONG VÙNG TỚI HẠN CỦA DẦM 52 HÌNH 5.8 – NỘI LỰC NÉN LỆCH TÂM XIÊN 52 HÌNH 5.9 – SƠ ĐỒ NỘI LỰC VỚI ĐỘ LỆCH TÂM 54 HÌNH 5.10 – NỘI LỰC TRONG VÁCH 59 HÌNH 5.11 – BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT TẠI CÁC ĐIỂM TRÊN MẶT CẮT NGANG CỦA VÁCH 59 HÌNH 6.1 – MẶT CẮT ĐỊA CHẤT KHU ĐẤT 64 HÌNH 6.2 – MẶT BẰNG MÓNG M1 68 HÌNH 6.3 – MẶT CẮT ĐỊA CHẤT 70 HÌNH 6.4 – KHỐI MÓNG QUI ƯỚC MÓNG M1 72 HÌNH 6.5 – KIỂM TRA XUN THỦNG MĨNG M1 74 HÌNH 6.6 – SƠ ĐỒ TÍNH TỐN NỘI LỰC ĐÀI MĨNG M1 74 HÌNH 6.7 – MẶT BẰNG MĨNG M2 75 HÌNH 6.8 – KHỐI MĨNG QUI ƯỚC MĨNG M2 78 HÌNH 6.9 – KIỂM TRA XUN THỦNG MĨNG M2 80 HÌNH 6.10 – SƠ ĐỒ TÍNH TỐN NỘI LỰC ĐÀI MÓNG M2 80 HÌNH 6.11 – MẶT BẰNG MĨNG LÕI THANG M3 – 32 CỌC 81 HÌNH 6.12 – KẾT QUẢ PHẢN LỰC ĐẦU CỌC TỪ MƠ HÌNH SAFE 82 HÌNH 6.13 – THÁP XUN THỦNG MĨNG LÕI M3 85 HÌNH 6.14 – MƠ HÌNH ĐÀI MĨNG TRONG SAFE 85 HÌNH 6.15 – DẢI STRIPS (2M) PHƯƠNG X, PHƯƠNG Y 86 HÌNH 6.16 – MOMENT THEO PHƯƠNG X, PHƯƠNG Y 86 ptc tb Ndtc 136093.39    621.196 (kN/m2 ) Aqu 219.083 - Sức chịu tải tiêu chuẩn đất đáy móng theo Điều 4.6.9, TCVN 9362:2012 m  m2 R tc  A  b   II  B  h   '  D  cII k tc Trong đó: + m1 m2: Lần lượt hệ số điều kiện làm việc đất hệ số điều kiện làm việc nhà cơng trình có tác dụng qua lại với nền, tra Bảng 15 theo Điều 4.6.10 TCVN 9362:2012  m1 = 1, m2 = 1; + ktc: Hệ số độ tin cậy tra theo Điều 4.6.11 TCVN 9362–2012, đặc trưng tính tốn lấy trực tiếp từ bảng thống kê  ktc = 1; + A, B, D: Các hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng 14, TCVN 9362:2012, phụ thuộc vào góc ma sát II = 31.18o  A = 1.262, B = 6.04, C = 8.305; + b: Kích thước cạnh bé khối móng quy ước, b = Bqu = 13.65 (m); + h: Chiều cao khối móng quy ước, h = Hqu = 53 (m) + II: Dung trọng lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở xuống, lớp đất mực nước ngầm nên II = 10.4 (kN/m3) + II’: Dung trọng lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở lên   II'   2.4,  1.1,  0,97.2,  1, 03.2,  1, 04.12,9  1, 04.29,3  11.19(kN / m ) 4,  1,  2,  2,  12,9  29,3 + cII: Giá trị lực dính đơn vị nằm trực tiếp đáy móng, c = 3.4 (kN/m2); - Vậy sức chịu tải tiêu chuẩn đất đáy móng là: R tc = 3789.5 (kN/ m ) - Kiểm tra áp lực đáy móng: 2 Vì p tc tb  621.196 (kN/m )  R tc  3789.5 (kN/m )  mũi cọc làm việc giai đoạn đàn hồi Do tính móng theo mơ hình bán khơng gian đàn hồi d Tính lún cho móng M1 - Chia lớp đất mũi cọc thành nhiều phân lớp có chiều dày hi=0.5m Tính ứng suất gây lún thỏa điều kiện σibt ≥ σigl (vị trí ngừng tính lún) với: - Áp lực thân đất đáy khối móng quy ước  obt   i  hi  11.19  53  593.07 (kN / m2 ) - Áp lực gây lún đáy khối móng quy ước: tc bt gl = Ptb - 0 = 621.196  593.07  28.126 kN/ m bt 593.07  = 118.614 kN/ m 5 Móng M1 thỏa điều kiện lún khơng cần tính lún Ta có: gl  28.126 kN/ m  e Kiểm tra xuyên thủng cho móng M1 73 Hình 6.5 – Kiểm tra xuyên thủng móng M1 Nhận xét: Với góc lan tỏa ứng suất 45o ta thấy tháp xuyên thủng hình thành từ mép cột phủ đầu qua cọc, nên đài móng xem tuyệt đối cứng  Điều kiện chống nén thủng (chọc thủng đài cột) đảm bảo f Thiết kế cốt thép cho đài móng M1 Hình 6.6 – Sơ đồ tính tốn nội lực đài móng M1 - Tính thép đài đặt theo phương Y: Thép đài đặt theo phương X cần đặt theo cấu tạo Chọn 14a200; As  27,709(cm2 ) - Tính thép đài đặt theo phương X: M   PL i i  P2l2  3265.4  0.925  2938.86 ( kN ) M 2938.86 103 m    0.06  b Rbbho2 17 120 1552     2 m     0.06  0.062 74  b Rbbho 0.062 17 120 155   53.72(cm2 ) Rs 365 Chọn  25a100; As  58,91(cm2 ) As  6.2.3 Thiết kế móng M2 a Xác định số lượng cọc bố trí - Lực dọc lớn tác dụng lên móng M2: Ntt = 12049.2 (kN) (Bảng tổng hợp nội lực chân cột C25: [Xem mục 3.1, Phụ lục 3]) - Sơ xác định số cọc sau: N 12049.2 n coc  k tt  1.3   3.5 , Chọn cọc R cd 4453.432 - Chọn kích thước đài cọc bố trí sau: - Hình 6.7 – Mặt móng M2 Kích thước đài: Bd × Ld × Hd = 3.6m × 3.6m × 1.8m Trọng lượng đài: W = Bd × Ld × Hd × γd = 3.6 × 3.6 × 1.8 × 25 = 583.2 (kN) Tải trọng đứng tác dụng đáy đài: Ni = FZi + W (kN); MXd = MXi + FYi × Hd (kN.m); MYd = MYi +FXi× Hd (kNm); Tính giá trị Pmax(j), Pmin(j) M y M x N Pmax,min(i)  i  Xd 2max  Yd 2max n coc  yi  xi  xi2  2.88m2 ;  yi2  2.88m2 ; x max  1.2m; ymax  1.2m 75 Bảng 6.5 – Kết tính Pmax - Pmin móng M2 Point Load FZ (kN) MX (kNm) MY (kNm) Pmin (kN) Pmax (kN) 25 TH1 12049.17 -34.486 49.24 3026.007 3192.978 25 TH2 9811.04 -26.62 52.204 2468.517 2631.403 25 TH3 9838.88 -28.483 22.972 2486.88 2626.96 25 TH4 9644.86 -42.76 33.811 2427.91 2588.92 25 TH5 10005.06 -12.342 41.364 2527.488 2669.443 25 TH6 11814.21 -32.954 61.229 2962.91 3138.595 25 TH7 11839.28 -34.631 34.92 2979.44 3134.6 25 TH8 11664.65 -47.481 44.676 2926.364 3100.361 25 TH9 11988.84 -20.104 51.474 3015.986 3172.834 25 TH10 MAX 9838.06 -26.35 51.303 2475.76 2637.67 25 TH10 MIN 9811.86 -28.753 23.872 2479.638 2620.692 25 TH11 MAX 9838.06 -26.35 51.303 2475.76 2637.67 25 TH11 MIN 9811.86 -28.753 23.872 2479.638 2620.692 25 TH12 MAX 9958.6 -15.735 45.595 2512.696 2661.004 25 TH12 MIN 9691.32 -39.367 29.581 2442.702 2597.358 25 TH13 MAX 9958.6 -15.735 45.595 2512.696 2661.004 25 TH13 MIN 9691.32 -39.367 29.581 2442.702 2597.358 25 TH14 MAX 10505.32 -28.43 54.799 2640.251 2806.809 25 TH14 MIN 10479.12 -30.833 27.368 2644.13 2789.83 25 TH15 MAX 10505.32 -28.43 54.799 2640.251 2806.809 25 TH15 MIN 10479.12 -30.833 27.368 2644.13 2789.83 25 TH16 MAX 10625.86 -17.815 49.091 2677.188 2830.143 25 TH16 MIN 10358.59 -41.448 33.076 2607.196 2766.499 25 TH17 MAX 10625.86 -17.815 49.091 2677.188 2830.143 25 TH17 MIN 10358.59 -41.448 33.076 2607.196 2766.499 25 TH18 MAX 10545.41 -24.885 57.201 2650.75 2816.355 25 TH18 MIN 10439.03 -34.378 24.966 2633.631 2780.284 25 TH19 MAX 10545.41 -24.885 57.201 2650.75 2816.355 25 TH19 MIN 10439.03 -34.378 24.966 2633.631 2780.284 25 TH20 MAX 10665.95 -14.27 51.493 2687.686 2839.689 25 TH20 MIN 10318.5 -44.993 30.674 2596.697 2756.953 25 TH21 MAX 10665.95 -14.27 51.493 2687.686 2839.689 25 TH21 MIN 10318.5 -44.993 30.674 2596.697 2756.953 Pmax = 3192.978 (kN) < Rc,d = 4453.4 (kN) : Thỏa điều kiện cọc không bị phá hủy Pmin = 2427.91 (kN) > 0: Cọc không bị nhổ b Kiểm tra hệ số nhóm cọc - Hệ số nhóm η (η < 1), xác định theo công thức Converse – Labarre: (n − 1) × m + (m − 1) × n d η = − arctg ( ) × e 90 × m × n 76 (2 − 1) × + (2 − 1) × 0,8 η = − arctg ( ) × = 0.795 2,4 90 × × Trong đó: n số hàng cọc: n = m số cọc hàng: m = d cạnh cọc e khoảng cách hai tâm cọc - Sức chịu tải nhóm cọc : R nh   n c  R c,d  0.795   4453.4  14161.812  N tt  12049.2 (kN) Thỏa điều kiện sức chịu tải nhóm cọc c Kiểm tra áp lực mũi cọc Nội lực kiểm tra Sử dụng giá trị tải truyền xuống móng với giá trị lực dọc Nmax ứng với giá trị tiêu chuẩn, gần lấy N tc  N ttmax /1.15 Móng TH Load Ntc Mtcx Mtcy M2 Pmax TH9 10477.539 29.988 42.817 Xác định kích thước khối móng quy ước - Quan niệm cọc đất cọc làm việc đồng thời khối móng đồng đặt lớp đất bên mũi cọc Mặt truyền tải khối móng quy ước mở rộng so với diện tích đáy đài với góc mở (theo mục 7.4.4, TCVN 10304:2014) Bảng 6.6 – Bảng thông số lớp đất cọc xuyên qua Lớp đất Bề dày li (m) Góc ma sát io q5 2.9 2.2 2.6 12.9 29.3 24 24.75 25.25 27.83 31.18 - Góc ma sát trung bình: 77 tb  -  II,ili   24  2.2  24.75  2.6  25.25  12.9  27.83  29.3 31.18  29.296o  tb  7.324o 2.9  2.2  2.6  12.9  29.3  li Hình 6.8 – Khối móng qui ước móng M2 Diện tích đáy khối móng quy ước tính theo cơng thức: Aqu = Lm  Bm Bm  3.2   50  tan(7.324)  16.05 (m) Lm  3.2   50  tan(7.324)  16.05 (m) Aqu =257.603 (m2) - Trọng lượng khơi móng qui ước: Trọng lượng cọc đài cọc: PCD =  Vcoc + Vdai    bt  (4  0.503  50  12.96 1.8)  25  3098.2(kN) Trọng lượng lớp đất khối móng: Pdat  Aqu   i hi  257.603  (2  4.6  11.4  0.97  2.2  1.03  2.6  1.04 12.9  1.04  29.3)  157.29  15118.556(T )  151185.56(kN ) Trọng lượng khối móng qui ước: Wqu = PCD + Pdat  154283.76(kN) - Tải trọng quy đáy khối móng quy ước: N dtc  N tc  Wqu  164761.3 (kN) tc M tc xd  M x  29.988 (kN.m) tc M tc yd  M y  42.817 (kN.m) - Độ lệch tâm moment: M tc 29.988 e x  xd   (m) tc N d 164761.3 ey  M tc yd N dtc   Bỏ qua ảnh hưởng moment 42.817  (m) 164761.3 78 - Áp lực đất đáy móng quy ước: Pmax = Pmin = Ptb p tc tb Ndtc 164761.3    639.594 (kN/m2 ) Aqu 257.603 - Sức chịu tải tiêu chuẩn đất đáy móng theo Điều 4.6.9, TCVN 9362:2012 m  m2 R tc  A  b   II  B  h   '  D  cII k tc Trong đó: + m1 m2: Lần lượt hệ số điều kiện làm việc đất hệ số điều kiện làm việc nhà cơng trình có tác dụng qua lại với nền, tra Bảng 15 theo Điều 4.6.10 TCVN 9362:2012  m1 = 1, m2 = 1; + ktc: Hệ số độ tin cậy tra theo Điều 4.6.11 TCVN 9362–2012, đặc trưng tính tốn lấy trực tiếp từ bảng thống kê  ktc = 1; + A, B, D: Các hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng 14, TCVN 9362:2012, phụ thuộc vào góc ma sát II = 31.18o  A = 1.262, B = 6.04, D = 8.305; + b: Kích thước cạnh bé khối móng quy ước, b = Bqu = 16.05 (m); + h: Chiều cao khối móng quy ước, h = Hqu = 53 (m) + II: Dung trọng lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở xuống, lớp đất mực nước ngầm nên II = 10.4 (kN/m3) + II’: Dung trọng lớp đất từ đáy khối móng qui ước trở lên   II'   2.4,  1.1,  0,97.2,  1, 03.2,  1, 04.12,9  1, 04.29,3  11.19(kN / m ) 4,  1,  2,  2,  12,9  29,3 + cII: Giá trị lực dính đơn vị nằm trực tiếp đáy móng, c = 3.4 (kN/m2); - Vậy sức chịu tải tiêu chuẩn đất đáy móng là: R tc = 3821.03 (kN/ m ) - Kiểm tra áp lực đáy móng: 2 Vì p tc tb  639.594 (kN/m )  R tc  3821.03 (kN/m )  mũi cọc làm việc giai đoạn đàn hồi Do tính móng theo mơ hình bán khơng gian đàn hồi d Tính lún cho móng M2 - Chia lớp đất mũi cọc thành nhiều phân lớp có chiều dày hi=0.5m Tính ứng suất gây lún thỏa điều kiện σibt ≥ σigl (vị trí ngừng tính lún) với: - Áp lực thân đất đáy khối móng quy ước  obt   i  hi  11.19  53  593.07 (kN / m2 ) - Áp lực gây lún đáy khối móng quy ước: tc bt gl = Ptb - 0 = 639.594  593.07  46.524 kN/ m bt 593.07  = 118.614 kN/ m 5 Móng M2 thỏa điều kiện lún khơng cần tính lún Ta có: gl  46.524 kN/ m  e Kiểm tra xuyên thủng cho móng M2 79 Hình 6.9 – Kiểm tra xun thủng móng M2 Nhận xét: Với góc lan tỏa ứng suất 45o ta thấy tháp xuyên thủng hình thành từ mép cột phủ đầu qua cọc, nên đài móng xem tuyệt đối cứng  Điều kiện chống nén thủng (chọc thủng đài cột) đảm bảo f Thiết kế cốt thép cho đài móng M2 Hình 6.10 – Sơ đồ tính tốn nội lực đài móng M2 - Tính thép đài đặt theo phương X: M   PL i i  P2l2  3192.978  0.8  2873.68( kN ) m  M 2873.68 103   0.0195  b Rbbho2 17  360 1552 80     2 m     0.06  0.0197  b Rbbho 0.0197 17  360 155 As  Rs  365  51.18(cm2 ) Chọn  25a100; As  58,91(cm2 ) - Tính thép đài đặt theo phương Y: M   PL i i  P2l2  3192.978  0.8  2873.68( kN ) m  M 2873.68 103   0.0195  b Rbbho2 17  360 1552     2 m     0.06  0.0197  b Rbbho 0.0197 17  360 155 As  Rs  365  51.18(cm2 ) Chọn  25a100; As  58,91(cm2 ) 6.2.4 Thiết kế móng móng lõi thang a Xác định số lượng cọc bố trí (Nội lực chi tiết vị trí chân vách: [Xem bảng 3.2, Phụ lục 3]) - Sơ xác định số cọc sau: N 92723 n coc  k tt  1.4   29.15  Chọn 32 cọc R cd 4453.432 - Chọn kích thước đài cọc bố trí sau: Hình 6.11 – Mặt móng lõi thang M3 – 32 cọc b Kiểm tra hiệu ứng nhóm cọc - Hệ số nhóm η (η < 1), xác định theo công thức Converse – Labarre: (n − 1) × m + (m − 1) × n d η = − arctg ( ) × e 90 × m × n 81 (4 − 1) × + (8 − 1) × 0,8 η = − arctg ( ) × = 0.667 2,4 90 × × Trong đó: n số hàng cọc: n = m số cọc hàng: m = d cạnh cọc e khoảng cách hai tâm cọc - Sức chịu tải nhóm cọc : R nh   n c  R c,d  0.667  32  R c,u k  0.667  32  7793.506  118817.566  N tt  92723 (kN) 1.4 Thỏa điều kiện sức chịu tải nhóm cọc c Kiểm tra điều kiện tải tác dụng lên đầu cọc - Do bố trí cọc đài móng lõi thang phức tạp, nên việc tính tốn kiểm tra thủ cơng gặp nhiều khó khăn, nên việc tính tốn móng lõi thang thực với hỗ trợ phần mềm SAFE v12.3.2 Hình 6.12 – Kết phản lực đầu cọc từ mơ hình SAFE - Nhận xét: Pmax = 4807.35 (kN) < R c,d  R c,u k  7793.506  5566.79(kN) 1.4 [  k =1.4, lấy điều b, mục 7.1.11, TCVN 10304 - 2014 móng đài cọc,(móng số lượng cọc 21 cọc)] Thỏa điều kiện cọc không bị phá hủy d Kiểm tra áp lực mũi cọc Nội lực kiểm tra Sử dụng giá trị tải truyền xuống móng với giá trị lực dọc Nmax ứng với giá trị tiêu chuẩn, gần lấy N tc  N ttmax /1.15 82 - Móng TH Ntc Mtcx Mtcy M3 Pmax 92722.69 5198.898 -930.818 Xách định kích thước khối móng quy ước Diện tích đáy khối móng quy ước tính theo cơng thức: Aqu = Lm  Bm Lm  17.6   48.8  tan(7.324)  30.144 (m) Bm    48.8  tan(7.324)  20.54 (m) - Trọng lượng khối móng qui ước Trọng lượng cọc đài cọc: PCD =  Vcoc + Vdai    bt  (32   0.42  48.8  9.2 18.4  3)  25  32309.696(kN) Trọng lượng lớp đất khơi móng: Pd  Aqu   i hi  619.158  (2  (5.3  0.7)  11.4  0.97  2.2  1.03  2.6  1.04 12.9  1.04  29.3)  368976.5( kN ) Khối lượng đất bị đài cọc chiếm chổ: Pdc  nAp   i hi   Vdai  32  0.496  (2  4.6  11.4  0.97  2.2  1.03  2.6  1.04  12.9  1.04  29.3)   9.2  18.4   19701.7(kN ) Trọng lượng khối móng qui ước: Wqu = PCD + Pdat  32309.696 + 349274.8 = 381584.496 (kN) - Tải trọng quy đáy khối móng quy ước: N dtc  N tc  Wqu  474307.186 (kN) (Bỏ qua ảnh hưởng moment) - Áp lực đất đáy móng: Pmax = Pmin = Ptb p tc tb  Ndtc 474307.186   766.05 (kN/m2 ) Aqu 30.144  20.54 - Sức chịu tải tiêu chuẩn đất đáy móng theo Điều 4.5.9, TCVN 9362:2012 m  m2 R tc  A  b   II  B  h   '  D  cII k tc 1  (1.262  20.54 10.4  6.04  53 11.19  8.305  3.4)    3879.963(kN/ m ) Vậy sức chịu tải tiêu chuẩn đất đáy móng là: R tc = 3879.96 (kN/ m ) - Kiểm tra áp lực đáy móng: 2 Vì p tc tb  766.05 (kN/m )  R tc  3879.96 (kN/m )  mũi cọc làm việc giai đoạn đàn hồi Do tính móng theo mơ hình bán khơng gian đàn hồi e Tính tốn lún cho móng lõi M3 - Chia lớp đất mũi cọc thành nhiều phân lớp có chiều dày hi=0.5m Tính ứng suất gây lún thỏa điều kiện σibt ≥ σigl (vị trí ngừng tính lún) với: - Áp lực thân đất đáy khối móng quy ước Wqu 381584.496 0bt    616.296 (kN/m ) A qu 30.144  20.54 83 - Áp lực gây lún đáy khối móng quy ước: tc bt gl = Ptb - 0 = 766.05  616.296  149.754 kN/ m  bt 616.296  = 123.259 kN/ m , cần kiểm tra lún 5 - Theo điều C.1.6, TCVN 9362:2012, độ lún tính theo phương pháp cộng tác n  h gl i ;   0.8 dụng: S    Ei i 0 Ta có: gl  149.754 kN/ m  Bảng 6.7 – Kết tính lún móng M3 - Tổng độ lún: S = 0.01278 (m) = 1.278 cm < [Sgh] = 10 (cm) Kết luận: Thỏa điều kiện biến dạng  ibt (kN/m ) (kN/m2) 11.19 593.07 Lớp đất z(m) z/b l/b Ko 1,466 0,049 1,466 0,998 11.19 604.26 Lớp 0.5 1.5 2.5 3.5 0,097 1,466 0,996 11.19 615.45 0,146 0,194 1,466 1,466 0,985 0,974 11.19 11.19 ibt/igl igl (kN/m2) E (kN/m2) Si (m) 4.691 128.8 32000 0.004025 4.788 128.54 32000 0.0040169 4.913 127.56 32000 0.0039863 5.057 126.14 32000 0.0309419 626.64 637.83 f Kiểm tra xuyên thủng cho móng lõi M3 - Cơng thức chung xác định lực chống xuyên h Fcx  R bt u m h o o , [Mục 6.2.5.4, công thức 107, TCVN 5574 – 2014] C Trong đó: + : Là hệ số, bê tông nặng lấy 1; bê tông hạt nhỏ 0.85; bê tông nhẹ 0.8; + Rbt cường độ chịu cắt bê tông, dùng bê tông B30  Rbt = 1.2 MPa; + um: Là chu vi trung bình mặt nghiêng xuyên thủng; + ho: Là chiều cao làm việc đài; + C: Là chiều dài hình chiếu mặt bên tháp xuyên thủng lên phương ngang; h C  0.4 h o ;  o  2.5 C - Vì chiều cao đài 3m nên tháp xuyên thủng phủ hết đầu cọc Do ta cần kiểm tra theo điều kiện hạn chế 84 Hình 6.13 – Tháp xun thủng móng lõi M3 - Xem hệ vách cột cứng, kiểm tra xuyên thủng hàng cột biên gây ho = 2.82m, C < 0.4h0 => Không cần kiểm tra xuyên thủng Kết luận: Điều kiện chống xuyên thủng đảm bảo g Thiết kế cốt thép cho móng lõi thang M3 Mơ hình móng SAFE Hình 6.14 – Mơ hình đài móng SAFE 85 Chia dải Strip lấy nội lực Hình 6.15 – Dải Strips (2m) phương X, Phương Y Kết nội lực: Hình 6.16 – Moment theo phương X, phương Y Kết tính tốn cốt thép Bảng 6.8 – Kết tính lún móng M3 Vị trí Phương X Phương Y Lớp Lớp Lớp Lớp M ho (kN.m) (cm) -353.73 8176.528 -1143.2 1657.364 295 280 295 280 αm ζ 0.0024 0.0024 0.0613 0.0614 0.077 0.078 0.0124 0.0125 As μ% 3.289 80.029 10.717 16.319 0.011 0.286 0.009 0.058 (cm /m) Chọn thép Aschọn Ø a (cm2/m) 16 28 16 25 200 70 200 200 12.07 87.92 12.07 24.53 86