THIẾT kế hệ kết cấu CHỊU lực bê TÔNG cốt THÉP TOÀN KHỐI

TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Các hệ kết cấu chịu lực trong nhà cao tầng

Các hệ kết cấu bê tông cốt thép toàn khối phổ biến trong nhà cao tầng bao gồm: hệ khung, hệ tường chịu lực, hệ khung vách hỗn hợp, hệ hình ống và hệ hình hộp Việc lựa chọn hệ kết cấu phù hợp phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của công trình, công năng sử dụng, chiều cao và tải trọng ngang như động đất và gió.

Hệ kết cấu khung mang lại khả năng tạo ra không gian lớn và linh hoạt, phù hợp cho các công trình công cộng Mặc dù có sơ đồ làm việc rõ ràng, nhưng hệ kết cấu này gặp khó khăn khi áp dụng cho các công trình cao Thực tế cho thấy, kết cấu khung BTCT thường được sử dụng cho các công trình cao đến 20 tầng ở khu vực có cấp phòng chống động đất 7, 15 tầng ở vùng chấn động cấp 8 và 10 tầng ở cấp 9.

1.1.2 Hệ kết cấu khung-giằng (khung và vách cứng)

Hệ kết cấu khung-giằng bao gồm khung và vách cứng, thường xuất hiện ở khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy, và khu vệ sinh chung, cũng như các tường biên với tường liên tục nhiều tầng Hệ thống khung được bố trí ở các khu vực còn lại của ngôi nhà, và hai hệ thống này được liên kết qua hệ kết cấu sàn Trong đó, hệ sàn liền khối đóng vai trò quan trọng Trong hệ thống kết cấu này, vách chủ yếu chịu tải trọng ngang, trong khi khung được thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng.

Việc phân rõ chức năng giúp tối ưu hóa các cấu kiện, từ đó giảm kích thước cột và dầm, đáp ứng tốt hơn các yêu cầu kiến trúc.

Lựa chọn giải pháp kết cấu công trình

1.2.1 Hệ kết cấu chịu lực cơ bản

Sau khi phân tích các ưu điểm, nhược điểm và phạm vi ứng dụng của từng loại kết cấu chịu lực, chúng tôi đã quyết định lựa chọn hệ kết cấu khung-vách cho công trình.

1.2.2 Hệ kết cấu chịu lực hỗn hợp

1.2.3 Hệ kết cấu sàn Ô sàn toàn khối Các ô sàn nhỏ làm việc cùng nhau.

Lựa chọn vật liệu

Bêtông cấp độ bền: B25 có R b = 14,5Mpa ; R bt = 1,05 Mpa

 Nếu ỉ ≤ 10 thỡ dựng thộp nhúm CI cú : R s = R sc = 225 Mpa

 Nếu ỉ > 10 thỡ dựng thộp nhúm CII cú: R s = R sc = 280 Mpa

Tiêu chuẩn, quy phạm dùng trong tính toán thiết kế kết cấu

 Tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-1995.

 Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép TCVN 5574-2012.

 Tiêu chuẩn thiết kế công trình chịu động đất TCVN 9386-2012.

 Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc 205-1998.

 Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép TCVN 5575-2018.

 Cấu tạo bê tông cốt thép – Bộ Xây dựng.

Cơ sở lựa chọn sơ bộ tiết diện

 Việc chọn hình dáng, kích thước tiết diện cột dựa vào các yêu cầu về kiến trúc, kết cấu và thi công.

Trong kiến trúc, yêu cầu thẩm mỹ và sử dụng không gian đóng vai trò quan trọng trong việc xác định hình dáng và kích thước tối đa, tối thiểu của công trình Đối với kết cấu, kích thước tiết diện cột cần được thiết kế đảm bảo độ bền và ổn định, với tỷ lệ giữa cạnh lớn và cạnh nhỏ của tiết diện chữ nhật không vượt quá 4.

Trong nhà nhiều tầng, lực nén trong cột giảm dần từ móng đến mái, vì vậy cần giảm khả năng chịu lực của cột khi lên cao để tối ưu hóa vật liệu Việc này có thể thực hiện bằng cách giảm kích thước tiết diện cột, giảm cốt thép hoặc giảm mác bê tông Giảm cốt thép là phương pháp đơn giản nhất nhưng chỉ cho phép điều chỉnh trong phạm vi hạn chế Trong khi đó, giảm kích thước tiết diện cột có vẻ hợp lý hơn về mặt chịu lực, nhưng lại làm phức tạp quá trình thi công và ảnh hưởng tiêu cực đến sự ổn định tổng thể của ngôi nhà khi tính toán dao động.

Dầm là một cấu kiện có chiều cao và chiều rộng tiết diện ngang nhỏ so với chiều dài Tiết diện ngang của dầm thường là hình chữ nhật, chữ I, hoặc hình thang, trong đó phổ biến nhất là dầm có tiết diện chữ T và chữ nhật.

Chiều cao h của tiết diện được xác định là cạnh theo phương của mặt phẳng uốn, với tiết diện hợp lý có tỉ số h/b nằm trong khoảng 2÷4 Thông thường, chiều cao h được chọn trong khoảng từ 1/8 đến 1/20 của nhịp dầm Việc lựa chọn kích thước b và h cần phải xem xét đến yêu cầu kiến trúc cũng như việc định hình hóa ván khuôn.

Khi chọn chiều dày bản sàn h b, cần đảm bảo khả năng chịu lực và thuận tiện cho thi công Đồng thời, chiều dày này cũng phải đáp ứng yêu cầu h b ≥ h min theo tiêu chuẩn TCXDVN 356-2005 (điều 8.2.2).

THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

Số liệu tính toán

Hình 2.1 Sơ đồ sàn tầng 2

Chọn chiều dày bản sàn

Bản chủ yếu làm việc theo phương cạnh bé: Bản loại dầm.

Bản làm việc theo cả hai phương: Bản kê bốn cạnh.

 l 1 kích thước theo phương cạnh ngắn.

 l 2 kích thước theo phương cạnh dài.

Kích thước l1 và l2 được xác định theo tim dầm, trong khi chiều dày bản sàn h_b cần được lựa chọn dựa trên khả năng chịu lực và tính thuận tiện trong thi công Đồng thời, h_b cũng phải đảm bảo lớn hơn hoặc bằng h_min theo các điều kiện sử dụng.

Tiêu chuẩn TCXDVN 356-2005 (điều 8.2.2) quy định :

 đối với sàn nhà ở và công trình công cộng.

 đối với sàn của nhà sản xuất.

 đối với bản làm từ bê tông nhẹ. Để thuận tiện cho thi công thì nên chọn là bội số của 10 mm.

Quan niệm về tính chất của sàn cho rằng sàn được coi là cứng tuyệt đối trong mặt phẳng ngang, không bị rung động hay dịch chuyển khi chịu tải trọng ngang Điều này đảm bảo rằng chuyển vị tại mọi điểm trên sàn là đồng nhất khi có tác động của tải trọng ngang.

Chọn chiều dày bản sàn theo công thức: h b =

 Trong đó: l: là cạnh ngắn của ô bản.

D = 0.8÷1.4 phụ thuộc vào tải trọng tác dụng lên bản Chọn D = 1 m: là hệ số phụ thuộc vào liên kết của bản

 Với bản loại dầm: m=(3035), chọn m0

 Với bản kê bốn cạnh: m=(4045), chọn m@

Bảng 2.1 Phân loại sàn tính toán và chọn chiều dày các ô sàn

STT Tên bản l1 (mm) l2 (mm) l2/l1(mm) Loại bản Loại phòng hb (mm)

3 S3 3600 4800 1.33 Bản kê 4 cạnh Hành lang 90

5 S5 1800 4800 2.67 Bản loại dầm Ban công 60

6 S6 1800 4800 2.67 Bản loại dầm Ban công 60

9 S9 1700 4800 2.82 Bản loại dầm Hành lang 57

10 S10 1700 3200 1.88 Bản kê 4 cạnh Hành lang 42.5

11 S11 1800 4800 2.67 Bản loại dầm Hành lang 60

Xác định tải trọng và tác động

 Tĩnh tải : Trọng lượng bản thân của bản BTCT ( sàn thường, sàn wc ) và các lớp cấu tạo, trọng lượng bản thân tường xây trực tiếp trên bản

 Ta có :Trọng lượng của bản thân BTCT và lớp cấu tạo

 : chiều dày của lớp vật liệu , lấy theo mặt cắt cấu tạo sàn.

 : Trọng lượng riêng của lớp vật liệu ( BTCT : ; Vữa trát :

 n : Hệ số độ tin cậy, tra theo TCVN 2737-1995

 Trọng lượng bản thân sàn thường và sàn WC

Hình 2.2 Cấu tạo các lớp sàn

Bảng 2.2 Bảng tính trọng lượng bản thân sàn thường

STT Cấu tạo lớp sàn δ (m) gtc (kN/m2) n gctt (kN/m2)

3 Lớp bê tông cốt thép 0.12 25 3 1.1 3.3

Bảng 2.3 Bảng tính trọng lượng bản thân sàn thường

3 Lớp bê tông cốt thép 0.06 25 1.5 1.1 1.65

Bảng 2.4 Bảng tính trọng lượng bản thân sàn WC

Lớp vữa lót Lớp vữa tạo dốc

6 Hệ thống thiết bị kĩ thuật - - 0.2 1.2 0.24

Bảng 2.5 Tải trọng Sàn mái

STT Cấu tạo lớp sàn n

Bảng 2.6 Tải trọng Tường xây 220

Cấu tạo lớp sàn δ (m) gtc (kN/m2) n gtt (kN/m2)

Lớp vữa trát hai bên 0.03 18 0.54 1.3 0.702

Bảng 2.7 Tải trọng Tường xây 110

Cấu tạo lớp sàn δ (m) gtc (kN/m2) n gtt (kN/m2)

Lớp vữa trát hai bên 0.03 18 0.54 1.3 0.702

Bảng 2.8 Tải trọng tường và cửa phân bố đều trên sàn:

Tên ô sàn Kích thước ô sàn Kích thước cửa Kích thước tường gt gc

Bảng 2.9 Tổng tải trọng tác dụng lên sàn

Tên ô sàn gctt (kN/m2) gtc/sàn (kN/m2) gTT (kN/m2) S1 4.478 3.000163194 7.47816319 S2 4.478 2.311170139 6.78917014

 Hoạt tải tiêu chuẩn p tc (kN/m 2 ) lấy theo TCVN 2737-1995.

Công trình được phân chia thành nhiều loại phòng với các chức năng khác nhau Để xác định hoạt tải tiêu chuẩn cho mỗi loại phòng, ta cần tra bảng và nhân với hệ số vượt tải n Kết quả sẽ cho ra hoạt tải tính toán P tt (kN/m²).

Theo TCXDVN 2737-1995, khi thiết kế nhà cao tầng, cần nhân tải trọng sử dụng với hệ số giảm tải theo chiều cao Tuy nhiên, để đảm bảo an toàn và đơn giản hóa quá trình tính toán, có thể không xem xét hệ số giảm tải này.

Bảng 2.10 Tổng hợp tải trọng tác dụng lên các ô sàn

STT Cấu tạo sàn Ptc (kN/m2) n Ptt (kN/m2)

5 Mái bằng có sử dụng 0.5 1.3 0.65

TÍNH TOÁN CẤU KIỆN KHUNG

Sơ đồ tính toán khung

Hình 3.1 Sơ đồ tính toán

Chọn tiết diện dầm

Hình 3.2 Mặt bằng bố trí dầm

 Chọn sơ bộ tiết diện dầm:

- Chiều rộng tiết diện dầm được xác định bằng công thức: trong đó là chiều cao dầm

Bảng 3.1 Sơ bộ chọn tiết diện dầm

STT Tên dầm Loại Chiều dài nhịp dầm (m) h d sơ bộ

Chọn tiết diện cột

 Việc lựa chọn hình dáng, kích thước tiết diện cột dựa vào các yêu cầu về kiến trúc và kết cấu.

 Về kiến trúc: theo yêu cầu về thẩm mỹ và yêu cầu về sử dụng không gian

 Về kết cấu: kích thước tiết diện cột đảm bảo độ bền và độ ổn định

 Theo độ bền , diện tích tiết diện cột được xác định bằng công thức

 R b : cường độ tính toán về nén của bê tông.

 N: lực nén, được tính gần đúng như sau N = m s q.F s

 F s : diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét

 m s : số sàn phía trên tiết diện đang xét

Tải trọng tương đương q được tính trên mỗi mét vuông mặt sàn, bao gồm cả tải trọng thường xuyên và tạm thời, cùng với trọng lượng của tường, dầm, và cột, được phân bố đều trên bề mặt sàn Giá trị của q thường được xác định dựa trên kinh nghiệm thiết kế.

Nhà có bề dày sàn từ 10 đến 14 cm, bao gồm cả các lớp cấu tạo mặt sàn, thường có ít tường và kích thước dầm, cột thuộc loại nhỏ với tải trọng q = 10 đến 14 kN/m².

 Với nhà có bề dày sàn trung bình từ 15:20 cm, tường, dầm, cột là trung bình hoặc lớn q= 15:18 kN/m 2

 Với nhà có bề dày sàn khá lớn trên 25 cm, cột và dầm đều lớn thì q có thể đến 20 kN/m 2 hoặc lớn hơn nữa.

Hệ số k được xác định dựa trên ảnh hưởng của các yếu tố như momen uốn, hàm lượng cốt thép và độ mảnh của cột Theo phân tích và kinh nghiệm thiết kế, khi momen lớn và độ mảnh cột (l o) cao, hệ số k t thường dao động từ 1.3 đến 1.5 Ngược lại, khi momen nhỏ, hệ số k t sẽ được lấy là từ 1.1 đến 1.2.

Hình 3.3 Sơ đồ truyền tải vào cột

 Kích thước tiết diện cột được chọn sơ bộ trong bảng sau:

Bảng 3.2 Sơ bộ tiết diện cột

Chọn kích thước cột b(mm) h(mm)

Hình 3.4 Tiết diện khung trục 6

Tải trọng thẳng đứng

3.4.1.1 Tĩnh tải phân bố đều trên dầm

Trọng lượng bản thân của dầm chỉ được tính cho phần không giao với sàn, trong khi phần sàn giao nhau với dầm sẽ được tính vào trọng lượng của sàn.

 Trọng lượng bản thân dầm:

 Trọng lượng phần bê tông cốt thép:

 Trọng lượng phần vữa trát:

 : hệ số vượt tải của bê tông.

 : trọng lượng riêng của bê tông

 : hệ số vượt tải của vữa ximăng.

 : trọng lượng riêng của vữa xi măng

 :chiều dày lớp vữa trát

Bảng 3.3 Trọng lượng bản thân dầm

Tầng mái Tầng Nhịp dầm Tên dầm

 Tải trọng từ sàn truyền vào dầm khung trục 6

Hình 3.6 Sơ đồ tải trọng từ sàn truyền vào dầm khung trục( tầng điển hình)

Hình 3.7 Sơ đồ tải trọng từ sàn truyền vào dầm khung trục( tầng mái)

 Đối với bản kê 4 cạnh :

Hình 3.8 Sơ đồ truyền tải của bản kê 4 cạnh

 : Chiều dào bản theo phương cạnh ngắn.

 : Chiều dìa bản theo phương cạnh dài.

 : Tải trọng (phần tĩnh tải) tác dụng lên sàn

Hình 3.9 Sơ đồ truyền tải của bản loại dầm

Bảng 3.4 Tải trọng từ sàn truyền vào dầm khung trục 6

Nhịp dầm Ô sàn truyền vào dầm

 Tải trọng từ tường truyền vào dầm khung trục 6

 Các mảng tường xây trên dầm đều có tải trọng tác dụng lên dầm và phân bố đều trên dầm

 Tải trọng từ tường tác dụng lên dầm:

 : là trọng lượng của đơn vị của tường

 : hệ số vượt tải của gạch

 : trọng lượng riêng của gạch

 : là chiều cao của tường

Bảng 3.5 Tổng tĩnh tải truyền vào dầm khung trục 6

3.4.1.2 Tĩnh tải tập trung tại các nút

 Trọng lượng cột trên nút

 ; : kích thước tiết diện cột

Bảng 3.6 Trọng lượng bản thân các cột

Tầng Tên cột Tác dụng vào nút b(m) h(m)

 Lực tập trung do dầm dọc truyền vào nút

 Tải trọng từ sàn truyền vào dầm dọc

Hình 3.10 Sơ đồ truyền tải từ sàn truyền vào dầm dọc( tầng điển hình)

Hình 3.11 Sơ đồ truyền tải từ sàn truyền vào dầm dọc(tầng mái)

 Tải trọng từ sàn truyền vào dầm dọc và từ dầm dọc truyền vào nút được xác định bằng công thức :

 s s : diện tích truyền tải vào nút

Hình 3.12 Diện tích sàn truyền vào nút( tầng điển hình)

Hình 3.13 Diện tích sàn truyền vào nút( tầng mái)

Bảng 3.7 Tải trọng tập trung từ sàn truyền vào các nút

Tầng dầm trục Ô sàn truyền vào dầm Tổng cộng

SM2 4.444 5.1 22.5 43.6 e SM2 4.444 10.12 45.0 45.0 f SM2 SM6 4.444 4.444 5.06 4.32 22.5 19.2 41.7 g sê nô SM6 4.444 4.444 4.32 2.04 19.2 9.1 28.3

 Trọng lượng bản thân dầm dọc: tính toán tương tự như dầm khung

 Tải trọng do trọng lượng bản thân truyền vào các nút: P bt =q bt 1 l d Bảng 3.8 Tải trọng tập trung do trọng lượng bản thân vào các nút

 Tải trọng do tường cửa trên dầm

 Tải trọng do tường + cửa tác dụng vào dầm dọc :

 Trong đó : là hệ số giảm lỗ cửa

 Tải trọng do tường cửa tác dụng và các nút:

Bảng 3.9 Tải trọng tập trung do tường + cửa truyền vào các nút

Bảng 3.10 Tổng tĩnh tải tập trung tại các nút

Hình 3.14 Sơ đồ tĩnh tải tác dụng vào khung(P:kN ; q: kN /m)

Sơ đồ tĩnh tải phân bố đã không tính đến trọng lượng bản thân, vì phần mềm SAP 2000 tự động tính toán trọng lượng này cho dầm.

 Tương tự như tĩnh tải nhưng chỉ có thành phần do tường truyền vào

3.4.2.1 Hoạt tải phân bố đều trên dầm khung trục

Bảng 3.11 Hoạt tải phân bố đều trên dầm khung

D-E E-F tầng Nhịp dầm Ô sàn truyền vào dầm

Dạng tải trọng tầng mái

3.4.2.2 Hoạt tải tập trung tại các nút Bảng 3.12 Hoạt tải tập trung tại các nút b 1;6;11;16;21;26;31;36;41;46 S4 3.6 4.76 17.1

SM6 1.95 4.32 8.4 sê nô 3.30 2.4 7.9 g' 51 sê nô 3.30 2.4 7.9 Ô sàn truyền tầng dầm trục tác dụng vào các nút

Hình 3.15 Sơ đồ hoạt tải 1 tác dụng vào khung(P:kN ; q: kN /m)

Hình 3.16 Sơ đồ hoạt tải 2 tác dụng vào khung(P:kN ; q: kN /m)

 Tải trọng gió được xác định theo TCVN 2737-1995.

 Vì công trình có chiều cao thấp ( μ min thì tiến hành bố trí cốt thép và kiểm tra lại a Nếu a>a ¿ thì chấp nhận được

Nếu α m >α R α R < α m < 0,5 thì giữ nguyên tiết diện và tính toán theo bài toán cốt kép α m >0,5 Nên thay đổi tiết diện dầm

R b b.h 0 2 Nếu α m ≤α R thì tra bảng hoặc tính ¿1− √ 1−2 α m

Bước 3: kiểm tra hàm lượng và bố trí cốt thép c Tính toán cốt thép chịu moment dương

Khi tính cốt thép chịu momen dương, do bản cánh nằm trong vùng bê tông chịu nén, nên ta phải xét đến sự làm việc của nó

Bước 1: tính S c ( độ vươn của cánh) + S c ≤ 1

+ Khi dầm ngang vuông góc với dầm khung ở trong khoảng giữa dầm, hoặc khi h' f ≥ 0,1 h thì S c ≤ 1

+ Khi không có dầm ngang hoặc khoảng cách giữa các dầm ngang lớn hơn hoặc khoảng cách giữa các dầm khung hoặc khi h' f M f thì trục trung hoà đi qua sưởn cánh nên cốt thép tiết diện chữ T.

* Tính toán cốt thép tiết diện chữ T

Bước 2: kiểm tra hàm lượng và bố trí cốt thép

Nếu α m >α R thì tăng tiết diện phần cánh hoặc đặt cốt kép

3.5.2.2 Tính toán cốt thép đai a Số liệu đầu vào

 Từ bảng tổ hợp có được giá trị Q

 Từ cấp độ bền của bê tông, tra bảng được R b , R bt (Phụ lục 3)

 Từ nhóm thép của cốt dọc, tra bảng được R sw (Phụ lục 5)

 Bản cánh chịu kéo φ f =0 b Quy trình tính toán

Bước 1: kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông

Nếu Q 450 giữa nhịp s≤ s ct = { 500 3 4 h } nếuh >300

Nếu Q >Q b min ⇒ bê tông chưa đủ khả năng chịu cắt cần đặt cốt thép đai Bước 2: Chọn đường kính thép đai ∅ (biết được a sw ) và số nhánh thép đai n

Bước 3: Tính toán khoảng cách cốt đai s tt = 4 φ b2 ( 1+❑ f +❑ n ) m b R bt b h 0 2 R sw n.a sw

Q max s ct chọn như s ct ở bước 1 s≤ min ( s tt , s max ,s ct )

Bước 4: Kiểm tra ứng suất nén chính của bụng dầm: Q ≤0,3 φ w1 φ b1 R b b h 0

Bước 5: Bố trí cốt đai

Tính toán và bố trí thép dọc cho phần tử dầm 165

 Bê tông có cấp độ bền B20

 Tra phụ lục 3 ta có R b =¿ 11,5Mpa;

 Tra phụ lục 1 ta có E b '.10 3 MPa

 Cốt thép loại CII; AII

 Tra phụ lục 5 ta có R s =R sc (0 MPa ;

 Tra phụ lục 7ta có E !.10 4 ( MPa)

 Trabảng phụ lục 8 ta có :α R =0,429 ; R =0,623

-92.2 -100.9 74.7 78.22 a Tính toán và bố trí cốt thép dọc

- Tính toán cốt thép chịu moment âm

Do 2 gối có moment gần bằng nhau nên lấy giá trị moment lớn hơn để tính cốt thép Tính theo tiết diện chữ nhật có b%0 ×500(mm)

Ta thấy α m =0,165< α R =0,429 ⇒ thoả mãn điều kiện hạn chế ¿ 0,5 ¿

280 10 3 0,91 0,46 =8,62 10 − 4 (m 2 ) Kiểm tra hàm lượng thép : μ= A s b.h 0 = 8,62.10 10 −4

Chọn 4 ∅ 20 có A s chọn ,56 ( cm 2 ) > A s =8,62 ( cm 2 )

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ: a 0 ( mm) đảm bảo ≥ ¿ Kiểm tra a tt + 20

2 0 (mm)=0,03 (m) h 0 tt =h−a tt =0,5−0,03 =0,47 (m )> h 0 ¿ =0,46 (m )⇒ an toàn

Khoảng hở cốt thép dọc: t = 250−20.2−4.20

≥ (∅ (mm) ,t 0 % (mm )khi đổ bê tôngmà cốt thép nằmngang )

- Tính toán cốt thép chịu moment dương

Xác định S f h ' f 0 (mm )> 0,1.h dc =0,1.500P( mm)

Chọn S f `0(mm) Xác định bề rộng cánh b' f =S f +b dc `0+2500(mm) Giả thuyết a@ (mm )⇒ h 0 =h−aP0−40F0 (mm) Xác định vị trí trục trung hoà

⇒ Trục trung hoà đi qua cánh nên cốt thép tính như tiết diện chữ nhật có b=b' f 0(mm) ; hP0(mm ) α m = M

Ta thấy α m =0,03< α R =0,429 ⇒ thoả mãn điều kiện hạn chế ¿ 0,5 ¿

280.10 3 0,99.0,46 =5,85 10 −4 (m 2 ) Kiểm tra hàm lượng thép : μ= A s b.h 0 = 5,85.10 −4 0,25.0,46 =0,5% μ max = R R b

Chọn 4 ∅ 20 có A s chọn ,56 ( cm 2 ) > A s =8,62 ( cm 2 )

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ: a 0 ( mm) đảm bảo ≥ ¿ Kiểm tra a tt + 20

2 0 (mm)=0,03 (m) h 0 tt =h−a tt =0,5−0,03 =0,47 (m )> h 0 ¿ =0,46 (m )⇒ an toàn

Khoảng hở cốt thép dọc: t = 250−20.2−4.20

≥ (∅ (mm) ,t 0 % (mm )khi đổ bê tôngmà cốt thép nằmngang ) b Tính toán và bố trí cốt thép đai

Q max x,22 (kN )>Q b min c,45 (kN ) nênbê tôngchưa đủkhảnăng chịucắt ⇒ đặt cốt thépngang Đặt cốt đai

Tra phụ lục 14 ta có: a sw =0,283 (cm 2 ) s tt = 4 φ b 2 ( 1+❑ f +❑ n ) m b R bt b h 0 2 R sw n.a sw

Cốt đai đặt theo cấu tạo:

Vì hP0 (mm)>450( mm )nên s ct = { 500 h 3 } = { 166,7 500 }

Vì hP0 (mm)>300( mm) nêns ct = { 500 3 4 h } = { 300 500 } s≤ min ( s tt , s max ,s ct ) ⇒ s6,7 ( mm)

Kết luận : cốt thép đai ∅ 6 ,s 160

Bố trí cốt thép chịu moment dương Bố trí cốt thép chịu moment

Tổ hợp nội lực và tính toán cốt thép cột

Trong phần tử cột, chúng ta tiến hành tổ hợp nội lực cho hai tiết diện chính: chân cột (C) và tiết diện đầu cột (Đ) Tại mỗi tiết diện, cần tổ hợp ba cặp nội lực gồm (M max, N tu), (M min, N tu) và (N max, M tu) Có hai phương pháp tổ hợp là THCB1 và THCB2, trong đó tổ hợp tính toán sẽ chọn tổ hợp nguy hiểm nhất từ hai phương pháp này.

 Trong đó THCB1 được tổ hợp như sau: ¿ Trong đó THCB2 được tổ hợp như sau:

{ M max =M TT +0,9 ∑ M +¿ HT ¿ N tư =N TT +0,9 ∑ N tư ; { M min =M TT + 0,9 ∑ M HT −¿ ¿ N tư =N TT +0,9 ∑ N tư ;¿ Bảng 3.20 Bảng tổ hợp nội lực cột khung

TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com

3.6.2 Tính toán cốt thép cột

3.6.2.1 Tính toán cốt thép dọc

Trong thiết kế cấu kiện chịu nén lệch tâm, mỗi tiết diện có 3 tổ hợp lực, trong khi một cột có 2 tiết diện, dẫn đến tổng cộng 6 tổ hợp mô men và lực nén (M-N) Việc xác định cốt thép cho từng tổ hợp là cần thiết, và giá trị A s max trong 6 tổ hợp này sẽ được chọn để phục vụ cho quá trình thiết kế.

 Thường cốt dọc trong cột bố trí theo dạng đối xứng: A s = A ' s (cường độ thép R s = R sc ). a Quy trình tính toán

Số liệu đầu vào: M;N;b;h; R b ; R s ; R sc ; M dh ; N dh ;l ; E b ; E s

 Bước 1: Xác định chiều dài tính toán l 0 =φ.l

 l là chiều dài thực tế của cột

 φ : là hệ số uốn dọc phụ thuộc vào liên kết của cấu kiện

 Với kết cấu sàn đổ toàn khối, khung có 3 nhịp trở lên thì φ =0,7

 Bước 2: Giả thuyết a; a’ Tính h 0 =h−a Tính z a =h 0 −a

 Bước 3: Xác định độ mảnh λ= l 0 h Từ λ→ μ min

 Bước 4: Xác định độ lệch tâm ngẫu nhiên e a = max ⁡ ( 1

 Bước 5: xác định độ lệch tâm e 1 = | M N |

 Bước 6: Xác định độ lệch tâm ban đầu e 0 Cột là cấu kiện siêu tĩnh nên e 0 =max ( e 1 ;e a )

 Bước 7: Xét ảnh hưởng của uốn dọc nếu λ ≤ 4 cho phép bỏ qua ảnh hưởng uốn dọc lấy =1 nếu λ > 4 phải xét đến ảnh hưởng của uốn dọc

Với N cr : là lực dọc tới hạn, được xác định bằng công thức thực nghiệm

 l 0 : là chiều dài tính toán của cấu kiện

 E b : là modun đàn hồi của bê tông

 I : là moment quán tính của tiết diện lấy đối với trục qua trọng tâm tiết diện và vuông góc với mặt phẳng uốn ( I = b.h 3

Moment quán tính của tiết diện cốt thép dọc chịu lực được xác định qua công thức I s = μ ¿ b.h 0 (h 2 −a) 2 α = E s, trong đó trục tính toán đi qua trọng tâm tiết diện và vuông góc với mặt phẳng uốn.

E b Với E s : là modun đàn hồi của thép

S: hệ số xét đến ảnh hưởng của độ lệch tâm S= 0,11

Hệ số δ e được xác định theo công thức δ e = max(e h 0; δ min), trong đó δ min = 0,5 - 0,01.l 0 h - 0,01.R b (với R b tính bằng Mpa) Hệ số φ P phản ánh ảnh hưởng của cốt thép căng ứng lực trước, thường được lấy là φ P = 1 đối với kết cấu BTCT thông thường Hệ số φ l, có giá trị φ l ≥ 1, tính đến ảnh hưởng của tải trọng tác dụng dài hạn và được tính bằng φ l = 1 + β.M dh + N dh.y.

M + N y y là khoảng cách từ trọng trọng tâm tiết diện đến mép chịu kéo (hoặc nén ít), với tiết diện chữ nhật: y=0,5h.

 là hệ số phụ thuộc vào loại bêtông, lấy theo Bảng 29-TCVN 5574:2012 Bê tông nặng nên β=0,01

M dh ; N dh :l à nội lực do tải trọng tác dụng dài hạn

 Bước 9: Xác định sơ bộ chiều cao vùng nén và diện tích cốt thép Dùng cốt thép có R s =R sc

Giả thuyết: 2 a ' < x< R h 0 được thoả mãn Khi đó x 1 = N

Các trường hợp tính toán

 Trường hợp 1: 2 a ' < x< R h 0 trường hợp lệch tâm lớn, lấy x=x 1

Tính diện tích cốt thép theo công thức: A s = A ' s = N (e+ 0,5 x−h 0 )

Tính diện tích cốt thép theo công thức: A s = A ' s = N (e−Z a )

 Trường hợp 3: Nếu x ¿ ξ R h 0 => trường hợp lệch tâm bé, tính lại x theo công thức gần đúng của G.S Nguyễn Đình Cổng x= [ ( 1−ξ R ) γ a n+2 ξ R (n ε−0,48) ] h 0

( 1−ξ R ) γ a +2.(n ε−0,48) Sau đó tính lại diện tích cốt thép như trường hợp 1

Khi A s >0 Kiểm tra hàm lượng cốt thép μ %= 100 A s b.h 0 ≥ μ min μ t %= 100.( A s + A s ' ) b.h 0 =2 μ % < μ max μ max =3%

Khi kiểm tra lại μt% và μ, nếu phát hiện sự chênh lệch lớn, cần phải giả thiết lại và tính toán lại để đảm bảo độ chính xác Trong trường hợp kích thước tiết diện quá lớn, cốt thép sẽ được đặt theo cấu tạo để đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền của kết cấu.

 Bước 11: Bố trí cốt thép b Yêu cầu cấu tạo:

 Cốt dọc chịu lực có đường kính trong khoảng 1240mm Khi cạnh tiết diện >200mm nên dung cốt có đường kính 16mm.

 Khi h > 500mm thì cần có cốt cấu tạo đặt vào bên hông tiết diện (hình vẽ), đường kính cốt cấu tạo  12

 Khoảng hở giữa các cốt dọc:

Trong trường hợp có biện pháp cố định cốt dọc thì cho phép khoảng hở ≥ d , ≥ 50. c Ví dụ minh hoạ: Tính toán cốt thép cột cho phần tử cột 112

 Tra phụ lục 7ta có E s !.10 4 ( MPa)

0,45 =6,07 >4 nên phải xét đến sự ảnh hưởng của uốn dọc

 độ lệch tâm ngẫu nhiên

Bảng 1 các cặp nội lực để tính côt thép đối xứng phần tử cột 112

3 e max 42.51 -535.91 -3.0981 -757.914 kí hiệu cặp nội lực đặc điểm cặp nội lực

 Tính toán cốt thép đối xứng cho cặp nội lực 1

3.6.2.2 Tính toán cốt thép đai

Cốt đai trong cấu kiện chịu nén không cần tính toán khi tải trọng Q tương đối nhỏ, vì nó giữ ổn định cho cốt dọc chịu nén và đảm bảo vị trí cho cốt dọc trong quá trình đổ bê tông Điều này giúp tăng khả năng chịu nén của bê tông bằng cách giảm biến dạng nở hông.

+ Đường kính cốt đai d đ { ≥ 0,25 ≥ 5 mm d max ¿

+ Khoảng cách cốt đai a đ { ≤ kd ≤ a min 0

Khi R sc ≤ 400 MPa ; lấy k và a 0 P0 mm

Khi R sc >400 MPa ; lấy k và a 0 @0 mm

+ Tại vị trí nối buộc a đai  10d min

Để đảm bảo sự ổn định, cốt dọc cần được đặt tại góc của đai, với yêu cầu tiêu chuẩn là mỗi cốt dọc cách nhau một cốt dọc nằm ở góc đai Chỉ trong trường hợp tiết diện cạnh nhỏ hơn hoặc bằng 400 mm và không quá 4 thanh trên cạnh, mới cho phép sử dụng một đai bao quanh tất cả cốt dọc.

Tính toán và bố trí cốt thép cho phần tử cột 112 a Tính toán và bố trí cốt thép dọc

 Tra phụ lục 7ta có E s ! 10 4 ( MPa )

0,45 =6,07 >4 nên phải xét đến sự ảnh hưởng của uốn dọc

 độ lệch tâm ngẫu nhiên

Các cặp nội lực để tính côt thép đối xứng phần tử cột 112

3 e max 42.51 -535.91 -3.0981 -757.914 kí hiệu cặp nội lực đặc điểm cặp nội lực

Tính toán và bố trí cốt thép đối xứng cho cặp nội lực 1 e 1 = | M N | = | −1029,06 −53,98 | =0,05 (m) cột làkết cấusiêu tĩnh nêne 0 =max ( e 1 ;e a ) =max (0,05 ;0,015 )=0,05(m)

Lực dọc tới hạn được xác định theo công thức

(với cấu kiện BTCT thường φ P =1¿ φ l =1+ β M dh + N dh y

Xác định chiều cao vùng nén vìcốt thép có R s =R sc nêngiả thuyết 2a ' < x< R h 0 đượcthoả mãn

2a ' =2.0,04=0,08 x 1 > R h 0 giả thuyết không đúng, có trường hợp nén lệch tâm bé, tính lại x x= [ ( 1− R ) γ a n+ 2 R (n.ϵ−0,48 ) ] h 0

Tính toán và bố trí cốt thép đối xứng cho cặp nội lực 2 e 1 = | M N | = | −1260,40 −50,13 | =0,04 (m)

75 cột làkết cấusiêu tĩnh nêne 0 =max ( e 1 ;e a ) =max ( 0,04 ;0,015 )=0,04( m)

2a ' =2.0,04 =0,08 x 1 > R h 0 giả thuyết không đúng, có trường hợp nén lệch tâm bé, tính lại x x= [ ( 1− R ) γ a n+ 2 R (n.ϵ−0,48 ) ] h 0

Tính toán và bố trí cốt thép đối xứng cho cặp nội lực 3 e 1 = | M N | = | −535,91 42,51 | =0,07(m) cột làkết cấu siêu tĩnh nêne 0 =max ( e 1 ;e a ) =max ( 0,07 ;0,015 ) =0,07(m )

2a ' < x 1 < R h 0 đúng với giả thuyết lấy x=x 1 =0,15

Bố trí cốt thép chọn 4 ∅ 20 có A chọn S ,57 (cm ¿¿ 2)> A s tt =4,62(cm ¿¿ 2)¿¿

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ 20mm a tt + 20

2 0 (mm) h 0 tt E0−30B0(mm )¿ h 0 ¿ A0 ( mm) ⇒ antoàn b Tính toán và bố trí cốt đai

+ Đường kính cốt đai d đ { ≥ 0,25 d max =0,25.20=5(mm)

+ Khoảng cách cốt đai a đ { ≤ kd min 20 ≤ 500 00 mm ⇒ chọn a đ 00 mm

(Vì R sc (0 Mpa< 400 MPa ; lấy k và a 0 P0 mm )

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ MÓNG TRỤC E 4.1 Điều kiện địa chất công trình

4.1.1 Số liệu địa chất công trình

 Phương pháp khảo sát lấy mẩu theo thí nghiêm xuyên tiêu chuẩn (SPT)

 Khu vực xây dựng gồm 4 lớp đất có chiều dày và các chỉ tiêu cơ lý ghi trong các bảng Mực nước ngầm ở độ sâu 38,84m

Bảng 4.1 Bảng chiều dày các lớp đất

1 Sét pha lẫn bụi ở trạng thái dẻo mềm 4,7

2 Sét pha lẫn bụi ở trạng thái dẻo cứng 7,5

3 Sét pha lẫn bụi ở trạng thái nửa cứng đến cứng 19,7

Bảng 4.2 Bảng các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất

4.1.2 Nhận xét tính năng xây dựng của nền đất

Nền đất bao gồm 5 lớp với tính năng xây dựng tương đối tốt và nguồn nước dưới đất không gây ăn mòn cho các cấu kiện bê tông cốt thép.

4.1.3 Lựa chọn giải pháp móng

Công trình cao tầng này sử dụng khung bê tông cốt thép toàn khối và được xây dựng trên nền đất thành phố có trạng thái tốt Dựa vào địa chất thủy văn và khả năng thi công của đơn vị, phương án móng cọc đài thấp đã được lựa chọn, với kỹ thuật hạ cọc bằng phương pháp ép cọc.

Thiết kế móng cột trục E

4.2.1 Chọn vật liệu làm cọc và đài cọc

 Bê tông cọc B25 R b ,5(MPa ) ; R bt =1,05(MPa )

 Bê tông đài B25 R b ,5( MPa) ; R bt =1,05( MPa)

 Thép đai: ∅ 8 Trong phạm vi 1m tính từ đầu cọc và 0,5m tính từ mũi cọc aPmm

 Thép gia cường mũi cọc: ∅ 20 , chiều dài 1m

 Thép gia cường đầu cọc : ∅ 6,aP , bố trí 5 lưới, cách nhau 5cm

 Nhóm thép CII, có R s = R sc (0(MPa) ; R sw "5 (MPa )

4.2.2 Chọn kích thước cọc và đài cọc

Loại cọc: cọc bê tông cốt thép Tiết diện cọc hình vuông (300 X 300 ) mm Chiều dài cọc: L c m , chia làm 2 đoạn mỗi đoạn 7m Mũi cọc hạ xuống lớp đất thứ 4

Chiều dài tính toán của cọc : L tt =L c −L 1 −L 2 Trong đó:

L 1 : chiều dài đoạn cọc bị đập bỏ L 1 >20 d 0,02=0,4 (m )

L 2 : chiều dài đoạn cọc chôn vào đài Chọn L 2 =0,15( m)

L tt : chiều dài tính toán của cọc, tính từ mép đài đến cao trình chôn cọc

 Khoảng cách giữa 2 trục tim cọc gần nhau lớn hơn 3D=3.0,3= 0,9 m với D là cạnh tiết diện cọc chọn 0,9

 Khoảng cách từ trục tim cọc nằm ngoài cùng đến mép đài được chọn với điều kiện lớn hơn 0,7d = 0,7.0,3 = 0,24 Chọn 0,25m

 Kích thước cạnh dài a của đài cọc là: 0,25+0,25+0,9+0,9=2,3m

 Kích thước cạnh dài b của đài cọc là: 0,25+0,25+0,9+0,9=2,3m

- Vậy kích thước đài cọc được chọn là: axb = 2,3x2,3m

 Chiều cao đài: h đ =1m ( vì công trình xây dựng dân dụng)

4.2.3 Xác định tải trọng truyền xuống móng

Từ bảng tổ hợp nội lực của cột khung, cần chọn cặp nội lực nguy hiểm nhất để truyền xuống móng Cặp nội lực M max −N tư −Q tư tại tiết diện chân cột C21 (phần tử 132) trong bảng tổ hợp sẽ được sử dụng để tính toán.

N max =−3734 ( kN ) ; M tư !4,14 (kN m ) ;Q tư f,73( kN )

Khi tính toán khung, cột liên kết ngàm tại mặt đất tự nhiên không bao gồm trọng lượng của cổ móng và đài Do đó, lực dọc truyền xuống móng sẽ có thêm thành phần trọng lượng này, được thể hiện qua công thức: N tt = N tư + Q cm + Q đ.

Q cm =n bt γ bt b cm h cm l cm =1,1.25 0,55 0,8 1,1(kN )

⇒ N tt 734 +12,1+145,5 891,6(kN ) ( N tư khi tính khung chiều dương hướng còn khi tính móng thì chiều dương hướng xuống nên lấy

Khi dời lực từ mặt đất tự nhiên đến đáy đài, lực cắt Q sẽ làm xuất hiện ngẫu lực

N tt (kN) M tt (kN.m) Q tt (kN)

4.2.4 Xác định chiều sâu chôn đài

Chiều sâu chọn đài cọc được xác định dựa trên giả thiết rằng toàn bộ tải trọng ngang từ đất phía trên đáy đài sẽ được tiếp nhận Do đó, chiều sâu chôn móng cần phải đảm bảo điều kiện h m ≥ 0,7.h min.

Chọn h m =1,5 (m ) b=2,3 m(bề rộng của đài) ΣH: Tải trọng ngang tác dụng lên đài (ΣH = Qttf,73 (KN)

 : Góc nội ma sát của lớp đất từ đáy đài trở lên γ : là trọng lượng riêng tự nhiên của đất từ đáy đài trở lên

Với chiều sâu chôn đài cọc giả định là 1,5m; ta có γ (kN / m 3 ) và φ ,12 0 (lớp đất thứ 2) h min =tan ( 45 0 − φ 2 ) √ 2 γ b ∑ H =tan ( 45 0 − 11,12 2 ) √ 2.66,73 18.2,3 =1,48 (m) h m =1,5 (m )> 0,7.h min = 0,7.1,48=1,04 (m) Vậy chiều sâu chôn đài cọc được chọn là 1,5(m)

4.2.5 Xác định sức chịu tải của cọc đơn

4.2.5.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu

P vl =φ (R a F a + R b F b ) Móng cọc đài thấp không xuyên qua than bùn, đất sét yếu, bùn ⇒ φ = 1

R a (0(Mpa): là cường độ chịu nén của cốt chịu lực

R b ,5 (MPa): là cường độ chịu nén của bê tông

F a là diện tích tiết diện ngang của 4 ∅ 20 ⇒ F a = 12,56(cm 2 )

F b là diện tích tiết diện ngang của phần bê tông cọc⇒ F b = 30×30 = 900(cm 2 )

4.2.5.2 Sức chịu tải của cọc theo đất nền

Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền là một quy trình quan trọng trong xây dựng Phương pháp thống kê được sử dụng để đánh giá sức chịu tải của cọc đơn BTCT đúc sẵn Sức chịu tải này được tính toán dựa trên một công thức cụ thể, giúp đảm bảo tính an toàn và hiệu quả cho các công trình.

 γ c là hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, chọn γ c =1

Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi và trên thân cọc, ký hiệu là γ cq và γ cf, được xác định dựa trên phương pháp hạ cọc và sức kháng xuyên của đất Theo bảng 4 TCVN 10304-2014, giá trị của γ cq là 1,1 và γ cf là 1.

Diện tích cọc tựa lên đất, ký hiệu là A b, được xác định bằng diện tích tiết diện ngang của mũi cọc đặc hoặc cọc ống có bịt mũi Đối với cọc ống không bịt mũi, A b tính bằng diện tích tiết diện ngang lớn nhất của phần cọc được mở rộng, không tính lõi Cụ thể, A b = 0,3 x 0,3 = 0,09 m².

 u- chu vi tiết diện ngang của thân cọc u=4.0,3=1,2 (m)

Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, ký hiệu là q_b, được xác định cho lớp đất thứ 4, là sét pha với độ sệt b=0,07 Độ sâu mũi cọc tính từ mặt đất tự nhiên là 15,5 mét Thông tin này được nội suy từ bảng 2 TCVN 10304-2014.

 f i – cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i trên thân cọc (lấy theo bảng 3 TCVN 10304-2014)

Chiều dày đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i được quy định là 𝑙𝑖 ≤ 2 𝑚 Các lớp đất mà cọc đi qua cần được chia thành các lớp đất phân tố với chiều dài li không vượt quá 2m.

Hình 4.1 Sơ đồ phân bố lớp đất lớp đất lớp phân tố chỉ số sệt

Sức chịu tải của cọc theo vật liệu là 1384,8 = 1,19, cho thấy rằng nó không lớn hơn sức chịu tải của cọc theo đất nền Do đó, kích thước cọc sơ bộ được chọn là hợp lý.

Sức chịu tải của cọc dùng để thiết kế tính toán:

Hệ số γ 0 là yếu tố quan trọng trong việc đánh giá điều kiện làm việc của móng cọc, ảnh hưởng đến mức độ đồng nhất của nền đất Đối với cọc đơn, hệ số này được xác định là 1, trong khi đó đối với móng nhiều cọc, hệ số γ 0 là 1,15.

Hệ số tin cậy γ n phản ánh tầm quan trọng của công trình, với các giá trị 1,2 cho cấp I, 1,15 cho cấp II và 1,1 cho cấp III Đối với công trình cấp II, hệ số tin cậy được xác định là γ n = 1,15.

 γ k : là hệ số tin cậy theo đất Lấy γ k =1,4

4.2.6 Xác định số cọc và bố trí cọc trong móng

 Số lượng cọc được xác định theo công thức: n c =β ∑ N tt

 β : hệ số kinh nghiệm Lấy β=1,2

[ P ] : Sức chịu tải tính toán của cọc [ P ] 9(kN )

 ∑ N tt : tổng lực dọc tính toán tác dụng tại đáy đài cọc n c =1,2 3891,6

 Chọn số lượng cọc là 5 cọc để thuận tiện cho việc thi công và bố trí

Hình 4.2 Sơ đồ bố trí cọc

4.2.7 Kiểm tra tải trọng đứng tác dụng lên cọc

Khi móng chịu tải trọng lệch tâm thì sẽ xảy ra các trường hợp sau:

+ Một số cọc chịu tải lớn, một số chịu tải nhỏ.

+ Một số cọc chịu nén, số khác chịu nhổ (kéo).

Vì vậy thiết kế cho tất cả cọc đều chịu nén là tối ưu nhất. Điều kiện kiểm tra:

+ Đối với cọc chịu nén: P 0 max ≤ [ P ]

Để đảm bảo tất cả các cọc đều chịu nén, điều kiện P 0 min ≥ 0 cần được thỏa mãn Trong đó, P 0 max và P 0 min lần lượt là tải trọng tối đa tác dụng lên cọc chịu nén và tải trọng tối thiểu lên cọc chịu kéo (nhổ), được xác định theo công thức cụ thể.

P 0 max = ∑ N đđ tt n c + M đđ tt x max n

∑ x i 2 ;P 0 min = ∑ N tt đđ n c − M tt đđ x max k

: tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng tại đáy đài móng

: tổng momen ngoại lực tác dụng tại đáy đài móng n c : số lượng cọc trong móng x max n

: khoảng cách từ trục y đến tâm cọc chịu nén nhiều nhất x max n

=0,9(m) x max k : khoảng cách từ trục y đến tâm cọc chịu nhổ nhiều nhất x max n =0,9 (m ) x i : khoảng cách từ trục y đến cọc thứ i

Với cọc 1 đến 4 x i =0,9( m) với cọc 5 x i =0( m)

4.0,9 2 g0,82 ( kN )> 0 Vậy tất cả các cọc đều chịu nén và thỏa mãn về điều kiện cường độ khi tải trọng thẳng đứng tác dụng tại đáy đài cọc.

4.2.8 Kiểm tra tải trọng ngang tác dụng lên cọc

Móng cọc đài thấp chịu tải trọng ngang phải thõa mãn điều kiện sau: h 0 ≤ [ H ng ]

Trong đó h 0 : lực ngang tác dụng lên mỗi cọc, giả thiết tải trọng ngang phân bố đều lên tất cả các cọc trong móng

∑ 𝐻 : tổng lực ngang tác dụng lên móng cọc tại các đài h 0 = ∑ H n c = Q tt n c = 66,73

Với m là hệ số điều kiện làm việc phụ thuộc vào số cọc trong móng Với số cọc trong móng là 5 cọc, ta có m = 0,85

H ng : sức chịu tải trọng ngang tính toán của mỗi cọc

Đối với loại đất sét pha ở trạng thái dẻo mềm, với độ ngàm sâu kd và tiết diện cọc BTCT 300x300 mm, theo bảng 3.16 trong sách nền móng của thầy Lê Xuân Mai, có H ng = 2,5 T và 5 kN.

[ H ng ] =m.H ng =0,85.24,5 ,82(kN ) h 0 ,35 ( kN )< [ H ng ] ,82 (kN )

Vậy cọc trong móng đảm bảo khả năng chịu tải trọng ngang

4.2.9 Kiểm tra cọc trong quá trình thi công

4.2.9.1 Kiểm tra cọc khi vận chuyển và cẩu lắp Để đảm bảo điều kiện chịu lực tốt nhất khi vận chuyển cọc, vị trí móc cẩu cần bố trí sao cho momen dương lớn nhất bằng trị số momen âm lớn nhất Từ điều kiện này xác định được: a=0,207 L

L là chiều dài đoạn cọc q là trọng lượng bản thân của cọc q=n F c γ bt =1,5.0,3.0,3 25=3,375 ( kN /m)

(n :là hệ số vượt tải ,lấy 1,5 )

Hình 4.3 Sơ đồ tính khi cẩu lắp, vận chuyển và biểu đồ moment

Chọn lớp bê tông bảo vệ c mm

Chiều cao làm việc của tiết diện ngang cọc: h 0 =0,3−0,02=0,28 (m )

Diện tích cốt thép chịu lực cần thiết theo tiết diện ngang cọc

0,9.0,28 280 10 3 −4 ( m 2 ) =1 cm 2 cốt thép đặt đối xứng 1 bên 2 ∅ 20 có F a =6,28 cm 2 > F a vc =1 cm 2

Vậy cọc đảm bảo điều kiện vận chuyển và cẩu lắp.

4.2.9.2 Kiểm tra cọc trong quá trình neo lên giá búa

Vì vị trí móc cẩu cần bố trí sao cho momen dương lớn nhất bằng trị số momen âm lớn nhất, khi đó: a=0,294 L

Hình 4.4 Sơ đồ tính khi neo cọc lên giá búa và biểu đồ moment

M max =M 1 =M 2 =0,086 q L 2 =0,086.3,375 7 2 ,2 ( kN m ) Chọn lớp bê tông bảo vệ c mm

Chiều cao làm việc của tiết diện ngang cọc: h 0 =0,3−0,02=0,28 (m )

Diện tích cốt thép chịu lực cần thiết theo tiết diện ngang cọc

0,9.0,28 280 10 3 =2.10 −4 ( m 2 ) =2 cm 2 cốt thép đặt đối xứng 1 bên 2 ∅ 20 có F a ,2 cm 2 > F a vc =2 cm 2

Vậy cọc đảm bảo điều kiện neo lên giá búa

4.2.10 Kiểm tra cường độ đất nền tại mặt phẳng mũi cọc Điều kiện kiểm tra áp lực đất nền tại mặt phẳng mũi cọc như sau σ tb tc ≤ R tb qư σ max tc ≤1,2 R tc qư sơ đồ tính

Khi kiểm tra coi móng như một móng khối quy ước gồm đài cọc, cọc và đất xung quanh cọc.

Móng khối quy ước : α : góc mở của móng khối quy ước α = 1

Với φ tb : là góc ma sát trong trung bình của các lớp đất mà cọc xuyên qua φ tb = φ i l i

4 14,08=3,52 0 Cạnh của móng khối quy ước

A qứ =B qứ = A +2 L tt tan (α )=2,1 +2.13,45 tan (3,52)=3,75( m)

Diện tích móng khối quy ước là:

F qứ = A qứ B qứ =3,75.3,75,06( m 2 ) Chiều sâu chôn móng khối quy ước là:

R tc qứ = m 1 m 2 k tc ( A B qứ γ +B H qứ γ ' + Dc)

 m 1 : hệ số làm việc của đất Lớp đất đặt móng là đất sét pha có độ sệt B=0,07

Định dạng
Số trang	98
Dung lượng	2,81 MB