Chung cư Lạc Trung Q9 - TP.HCM

Hệ thống phòng cháy chữa cháy Trang 21 TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU – TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG CƠNG TRÌNH 2.1.. Theo phương đứng - Tuỳ thuộc vào yêu cầu kiến trúc, quy mô công trình, tính khả th

Giới thiệu dự án

- Với đô thị chật hẹp và dân số tăng cao như Việt Nam hiện nay thì nhà cao tầng trở nên phổ biến, kèm theo đó các nhu cầu về cuộc sống của người dân ngày càng được nâng cao Chính vì thế, các công trình chung cư kết hợp trung tâm thương mại được thế kế và xây dựng nhằm đáp ứng chỗ ở, vui chơi giải trí, ăn uống, hệ thống dịch vụ… ở một mức cao hơn, tiện nghi hơn nhầm phục vụ cho nhu cầu sống của mọi người

- Tên công trình: Chung Cư Lạc Trung

- Địa chỉ: Quận 9 – TP.Hồ Chí Minh

- Vị trí xây dựng: o Hướng Bắc, Nam và hướng Đông giáp khu dân cư

SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV:19149303 Trang 2 o Hướng Tây giáp đường lớn Xa lộ HN thuận tiện đi lại các khu vực lân cận o Trong vòng bán kính 1km đều gần chợ, gần trường học, khu thể thao…

- Công trình bao gồm 16 tầng điển hình, 1 tầng sảnh, 1 tầng lửng, 1 tầng mái, 1 mái

- Chiều cao công trình: 60.95 m tính từ mặt đất tự nhiên

- Loại công trình dân dụng cấp 2 (Theo phụ lục 2 – thông tư số 06/2021/TT-BXD ngày 30/06/2021 của Bộ Xây Dựng)

- Diện tích công trình xây dựng rộng rãi, thuận tiện việc thi công và thiết kế

SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV:19149303 Trang 3

Công năng công trình

- Tầng 1: Sảnh và khu để xe

- Tầng lửng: Khu trung tâm thương mại

- Tầng 2-17: Tầng điển hình bố trí căn hộ

- Tầng áp mái: Bố trí bể nước và 1 số công năng khác

Hệ thống giao thông trong công trình

- Giao thông đứng trong công trình: Gổm có 4 buồng thang máy, 2 cầu thang bộ Thang máy bố trí giữ các khu vực thuận tiện cho các căng hộ để cho hệ thống giao thông cho các căn hộ đảm bảo thuận tiện nhất

- Giao thông ngang trong công trình: Lõi thang máy được bố trí giữa mặt bằng, còn lối chính hành lang kết nối các căn hộ đảm bảo giao thông thuận tiện.

Đặc điểm kết cấu công trình

- Hệ thống kết cấu công trình là hệ kết cấu khung BTCT toàn khối

- Mái phẳng bằng bê tông cốt thép và được chống thắm

- Cầu thang bằng bê tông cốt thép toàn khối

- Tường bao che dày 200mm, tường ngăn 100mm

- Phương án móng dùng phương án móng cọc khoang nhồi.

Hệ thống kỹ thuật

Hệ thống điện

- Hệ thống cấp điện: Nguồn điện 3 pha được lấy từ nguồn điện chính ở thành phố được đưa vào phòng kỹ thuật điện và phân phối cho các tầng, từ đó phân phối cho các tầng trong công trình

- Ngoài ra toà nhà còn được trang bị một máy phát điện dự phòng 250 (kVA) đặt tại tầng

1 khi xảy ra sự cố mất điện sẽ tự động cấp điện cho khu thang máy, hệ thống lạnh, hành lang chung, hệ thống phòng cháy chữa cháy và bảo vệ.

Hệ thống nước

- Hệ thống nước mưa trên mái sẽ thoát theo các lỗ thu nước chảy vào các ống thoát nước mưa có đường kính d = 140mm đi xuống dưới Riêng hệ thống thoát nước thải được bố trí đường ống riêng Nước thải từ các buồng vệ sinh có riêng hệ ống dẫn để đưa nước vào bể xử lý nước thải sau đó mới đưa vào hệ thống thoát nước chung.

Hệ thống thông gió và chiếu sáng

- Kết hợp ánh sáng tự nhiên và nhân tạo để chiếu sáng tối đa Toàn bộ tòa nhà được chiếu sáng bằng ánh sáng tự nhiên và điện Hệ thống đèn bổ sung đã được lắp đặt ở lối đi lên xuống cầu thang, hành lang và đặc biệt là ở tầng hầm

- Hệ thống thông gió của các tầng được thiết kế nhân tạo bằng hệ thống điều hoà trung tâm tại các tầng Các tầng đều có cửa sổ để thông gió tự nhiên Tất cả các tầng đều có hệ thống điều hòa Lỗ thông gió dọc cầu thang bộ, sảnh thang máy Nhà tắm sử dụng quạt hút để thải hơi, ống gen được dẫn lên má

Hệ thống phòng cháy chữa cháy

- Hệ thống báo cháy được lắp đặt tại mỗi khu vực cho thuê Các bình cứu hỏa được tran g bị đầy đủ và bố trí ở các hành lang, cầu thang…theo sự hướng dẫn của ban phòng cháy chữa cháy của Thành phố Hồ Chí Minh Bố trí hệ thống cứu hoả gồm các họng cứu hoả tại các lối đi, các sảnh … với khoảng cách tối đa theo đúng tiêu chuẩn TCVN

Mặt bằng tầng điển hình công trình

TỔNG QUAN VỀ KẾT CẤU – TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG CÔNG

Cơ sở thiết kế

Tiêu chuẩn – Quy chuẩn áp dụng

Bảng 2.1: Bảng tiêu chuẩn – Quy chuẩn áp dụng

STT Mã số Tên tiêu chuẩn- quy chuẩn

1 QCVN 01.2019.BXD Quy hoạch xây dựng

2 QCVN 02.2009.BXD Số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng

3 QCVN 03.2012.BXD Nguyên tắc phân loại, phân cấp công trình dân dụng, công nghiệp và hạ tầng kỹ thuật đô thị

4 QCVN 04.2019.BXD Nhà chung cư

6 QCVN 06.2020.BXD An toàn cháy cho nhà và công trình

7 TCVN 2622-1995 Phòng cháy chống cháy cho nhà và công trình

8 TCVN 2737-1995 Tải trọng và tác động

9 TCVN 4085-2011 Kết cấu gạch đá - Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu

10 TCVN 4447-2012 Công tác đất - Thi công và nghiệm thu

12 TCVN 4453-1995 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối

13 TCVN 5574-2018 Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

14 TCVN 5575-2012 Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế

15 TCVN 8629-2010 Rung động và chấn động

16 TCVN 9362-2012 Nền nhà và công trình

17 TCVN 9386-2012 Thiết kế công trình chịu động đất

18 TCVN 9393-2012 Cọc Phương pháp thử nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục

19 TCVN 10304-2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

20 TCXDVN 198-1997 Nhà cao tầng -Thiết kế Bê Tông Cốt Thép toàn khối

Phần mềm sử dụng

Bảng 2.2: Bảng các phần mềm sử dụng

1 Microsoft Office Tài liệu, Bảng tính, thuyết minh

2 Revit 2019 Mô hình bản vẽ kiến trúc và kết cấu công trình

3 AutoCad 2021 Hiển thị bản vẽ dưới dạng 2D

4 ETABS 19 Phân tích kết cấu công trình

5 Safe V12 Phân tích kết cấu sàn và móng

6 SAP2000 Phân tích kết cấu bể nước

Giải pháp kết cấu

Kết cấu phần thân công trình

- Tuỳ thuộc vào yêu cầu kiến trúc, quy mô công trình, tính khả thi và khả năng đảm bảo ổn định của công trình mà có lựa chọn phù hợp cho hệ kết cấu chịu lực theo phương đứng

- Căn cứ vào quy mô công trình (18 tầng nổi + 1 mái), nên sinh viên sử dụng giải pháp hệ khung - lõi làm kết cấu chịu lực cho công trình Khung chịu tải trọng đứng và vách lõi vừa chịu tải trọng đứng vừa chịu tải trọng ngang và tăng khả năng chống xoắn cho công trình Dưới tác dụng của tải trọng ngang (tải trọng đặc trưng cho nhà cao tầng) khung chịu nén là chủ yếu tức là chuyển vị tương đối của các tầng trên là nhỏ, của các tầng dưới lớn hơn Trong khi đó lõi chịu uốn là chủ yếu tức là chuyển vị tương đối của các tầng trên lớn hơn của các tầng dưới Điều này khiến cho chuyển vị của cả công trình giảm đi khi chúng làm việc cùng

- Căn cứ vào yêu cầu kiến trúc, lưới cột, công năng của công trình và kích thước ô sàn điển hình lớn nhất là 7.16 (m) x 7.8 (m), chiều cao tầng 3.3 (m), nên sinh viên lựa chọn giải pháp Sàn Dầm

Kết cấu phần ngầm

- Với vị trí công trình nằm trên nền đất không quá yếu nhưng cũng không quá cứng, công trình có quy mô 18 tầng nồi, 1 tầng mái thì giải pháp được đề suất cho phần ngầm bên dưới là: Móng sâu - Móng cọc khoan nhồi.

Giả định tính toán

- Sàn là một màng cứng trong mặt phẳng; các liên kết giữa sàn và cột, vách, tường được tính là liên kết cứng (xét cùng chiều cao)

- Tất cả các cấu kiện chịu lực ở mỗi tầng đều có chuyển vị ngang như nhau

- Các cột/vách và lõi thang máy được cố định ở chân đế; lõi, tường được cố định tại nền móng

- Tải trọng ngang tác dụng lên sàn dưới dạng lực tập trung ở mỗi tầng Sau đó, chúng sẽ được chuyển đến cột, vách, tường chịu lực, rồi xuống móng và phân tán vào trong lòng đất

Phương pháp xác định nội lực

Bảng 2.3: Bảng so sánh phương pháp xác định nội lực Đánh giá Phương pháp giải tích Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM)

Mô tả gần đúng ứng xử của hệ, các bộ phận kết cấu làm việc với nhau tìm nội lực trực tiếp với độ chính xác cao sát với thực tế

Tính toán toàn bộ kết cấu chịu lực của công trình, mô hình phức tạp thành đơn giản thông qua phần mềm tìm nội lực gián tiếp và tính toán cốt thép

Nhược điểm Tính toán phức tạp, chỉ giải được bài toán đơn giản Đòi hỏi người dùng phải hiểu và sử dụng thành thạo phần mềm để làm mẫu đúng vì phần mềm không miêu tả chính xác, còn nhiều sai số

→Trong đồ án này, Em lựa chọn phương pháp phần tử hữu hạn (thông qua sự hỗ trợ của phần mềm), để thực hiện tính toán thiết kế Thông qua các mô hình tính toán, công trình có thể dễ dàng đưa ra nội lực, chuyển vị, mà phương pháp giải tích mất nhiều thời gian để xác định Tuy nhiên, đối với một số thành phần, đồ án phải kết hợp phương pháp giải tích và phương pháp phần tử hữu hạn để đưa ra kết quả tin cậy hơn.

Tiêu chí vật liệu

Bê tông (TCVN 5574:2018)

- Bê tông B30 cho tất cả cấu kiện dầm, sàn, cột vách lõi, móng Có thông số như sau: + Cường độ chịu nén tính toán: R b = 17 Mpa ( )

+ Cường độ chịu kéo tính toán: R bt = 1.15 Mpa ( )

+ Module đàn hồi của vật liệu: E b = 32.5 10  3 ( Mpa )

- Hệ số làm việc của bê tông:

• Đối với cấu kiện dầm, sàn thì hệ số làm việc lấy:  = b 1

• Đối với cấu kiện cột, vách, lõi thì hệ số làm việc lấy:  = b 0.85

Cốt thép (TCVN 5574:2018)

- Sử dụng cốt thộp nhúm CB240-T (ỉ < 10mm) với cỏc thụng số sau:

+ Cường độ chịu kéo tính toán: R s = 210 Mpa ( )

+ Cường độ chịu nén tính toán: R sc = 210 Mpa ( )

+ Cường độ chịu cắt tính toán: R sw = 170 Mpa ( )

- Sử dụng cốt thộp nhúm CB400-V (ỉ ≥ 10mm) với cỏc thụng số sau:

+ Cường độ chịu kéo tính toán: R s = 350 Mpa ( )

+ Cường độ chịu nén tính toán: R sc = 350 Mpa ( )

+ Cường độ chịu cắt tính toán: R sw = 280 Mpa ( )

Vật liệu khác

- Gạch có trọng lượng riêng:  = 18 kN / m ( 3 )

- Trọng lượng riêng gạch lát nền, đá hoa cương:  = 20 kN / m ( 3 )

- Vữa xây có trọng lượng riêng:  = 18 kN / m ( 3 )

Chọn sơ bộ kích thước tiết diện

Sàn

- Chiều dày sàn sơ bộ theo ô sàn có kích thước lớn nhất 7160 x 7800 (mm)

- Sơ bộ chiều dày sàn ta có thể tham khảo công thức sau:

+ D = 0.8 1.4  : phụ thuộc vào tải trọng, chọn D = 0.8

+ l 1 = 7160 mm ( ): nhịp theo phương cạnh ngắn (phương chịu lực chính)

Ghi chú: m chọn lớn hay nhỏ là phụ thuộc vào ô bản liên tục hay ô bản đơn

- Chiều dày sàn tối thiểu:

+ h s min  50 mm ( )đối với mái bằng

+ h s min  60 mm ( )đối với nhà dân dụng

+ h s min  70 mm ( )đối với nhà công nghiệp

→ Do các ô sàn có bố trí thêm dầm phụ để giảm bề dày sàn, nên sinh viên chọn h s = 150 mm ( ), sau đó tính toán và kiểm tra hàm lượng thép và độ võng Nếu hàm lượng thép và độ võng thỏa thì sinh viên kết luận bề dày sàn là hợp lý

Bảng 2.4: Bảng so sánh phương pháp xác định nội lực

STT Sàn Chiều dày (mm)

3 Sàn tầng 2 đến tầng 16 (tầng điển hình) 150

4 Sàn tầng thượng, tầng mái 150

Dầm

- Chọn tiết diện dầm đặc và không thay đổi tiết diện dầm

- Đối với nhà dân dụng tải trọng tương đối không lớn nên sơ bộ theo công thức kinh nghiệm sau:

- Kích thước tiết dầm được xác định sơ bộ thông qua nhịp dầm (dựa theo công thức kinh nghiệm) sao cho đảm bảo thông thủy cần thiết trong chiều cao tầng, đủ khả năng chịu lực

➔ Dựa vào các sơ bộ theo công thức kinh nghiệm ta bố trí các dầm đi qa cột, vách và dầm biên là dầm chính Còn lại các dầm kê lên nhau và các dầm khác là dầm phụ o Chiều cao dầm chính:

→ o Chọn dầm ban công là: 200x300(mm)

Vách, tường và lõi thang máy

- Chiều dày vách của lõi được lựa chọn sơ bộ theo chiều cao nhà, số tầng… Đồng thời phải đảm bảo các quy định của điều 3.4.1 TCXD 198:1997 như sau:

+  F v : tổng diện tích mặt cắt ngang của vách và lõi cứng

→Sơ bộ vách của lõi thang máy, vách tầng hầm, hệ vách bao che dày 300(mm), ta bố trí đều cho toàn bộ công trình từ tầng 1-16

- Tường dày 100(mm) và tường dày 200(mm)

Mặt bằng kết cấu công trình

Tính toán tải trọng

Tĩnh tải

2.6.1.1 Tải trọng hoàn thiện sàn

- Tải trọng tính toán do trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn được xác định theo công thức: n s i i gi i 1 g n

Trong đó: o  i : là chiều dày của lớp cấu tạo sàn thứ i o  i : là trọng lượng riêng của lớp cấu tạo sàn thứ i o ngi: là hệ số vượt tải của lớp cấu tạo sàn thứ i (Tra trong TCVN 2737-1995)

Các lớp cấu tạo sàn

Bảng 2.5: Bảng các lớp cấu tạo sàn thường

Cấu tạo sàn thường Dày lớp

Trọng lượng tiêu chuẩn (kN/m 3 )

Tĩnh tải tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Tĩnh tải tính toán (kN/m 2 ) gạch lót 0.01 18 0.18 1.1 0.198 vữa lót 0.02 20 0.4 1.2 0.48 vữa trát 0.015 20 0.3 1.2 0.36 đường ống 0.2 0.2 1.2 0.24

Bảng 2.6: Bảng các lớp cấu tạo sàn vệ sinh

Cấu tạo sàn vệ sinh

Trọng lượng tiêu chuẩn (kN/m 3 )

Tĩnh tải tính toán (kN/m 2 ) gạch lót 0.01 18 0.18 1.1 0.198 vữa lót + tạo dốc 0.05 20 1 1.2 1.2

SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV:19149303 Trang 14 vữa trát 0.015 20 0.3 1.2 0.36 đường ống 0.2 0.2 1.2 0.24 chống thấm 0.001 18 0.018 1.1 0.0198

- Tải trọng tường xây được phân bố theo chiều dài dầm được tính toán và xác định theo công thức: g tt =  n q t h t o Trong đó: gtt là tải trọng phân bố lên dầm n là hệ số vượt tải qt là tải trọng ht là chiều cao tường

Bảng 2.7: Bảng tính tải trọng tường lên dầm

Tải trọng tiêu chuẩn (kN/m 2 )

Tải trọng tính toán (kN/m 2 )

Tường gạch 10 ống lên dầm chính 2.7 1.8 1.1 4.86 5.346

Tường gạch 20 ống lên dầm chính 2.7 3.3 1.1 8.91 9.801

Tường gạch 10 ống lên dầm phụ 2.8 1.8 1.1 5.04 5.544

Tường gạch 20 ống lên dầm phụ 2.8 3.3 1.1 9.24 10.164

- Tải trọng tường ngăn được phân bố đều lên sàn ta tính toán và xác định theo công thức: o Trong đó: g t tt là tải trọng phân bố lên sàn

N=1.1 là hệ số vượt tải

 = là trọng lượng riêng tường xây

(m) là chiều dày tường h (m) là chiều cao tường

Bảng 2.8: Bảng tính tải trọng tường lên sàn Ô sàn

Hệ số vượt tải trọng lượng riêng (kN/m 3 ) dày tường (m)

Dài tường (m) diện tích sàn (m2) tt g t

Tải tính toán (kN/m 2 ) tc g t

Hoạt tải

- Hoạt tải tác dụng được xác định theo công thức: p tc s p n p = 

+ p là hoạt tải tiêu chuẩn (Dựa vào công năng sử dụng của từng ô sàn, tra bảng 3 tc

, n p là hệ số tin cậy tải trọng (Mục 4.3.3 TCVN

- Tùy theo công năng sử dụng của các phòng mà các ô sàn chịu các hoạt tải sử dụng khác nhau Theo TCVN 2737:1995 ta có các hoạt tải tác dụng lên các ô sàn như sau:

Bảng 2.9: Bảng hoạt tải tác dụng lên ô sàn

STT Loại sàn nhà Hệ số vượt tải

Hoạt tải tiêu chuẩn(kN/m 2 )

Hoạt tải tính toán(kN/m 2 )

1 Sảnh, hành lang, cầu thang 1.2 3 3.6

3 Mái bằng có sử dụng 1.3 1.5 1.95

4 Mái bằng không sử dụng 1.3 0.75 0.975

Tải trọng ngang – Tải trọng gió

Tải trọng của thành phần gió tĩnh

- Giả thiết sàn tuyệt đối cứng Nên tải trọng gió tĩnh được quy về tải tập trung tác dụng vào tâm hình học mỗi tầng của công trình

- Giá trị thành phần tĩnh của tải trọng gió W ở độ cao Z so với mốc chuẩn tác dụng lên tầng thứ j được xác định theo công thức:

Bảng 2.10: Thông số tính toán thành phần gió tĩnh

Tên công trình Chung cư Lạc Trung

Vị trí Quận 9 – TP.HCM

Vùng áp lực gió II - A

Giá trị áp lực gió W 0 ( kN / m 2 ) 0.83

Kết quả tính toán gió tĩnh được trình bày dưới bảng sau:

Bảng 2.11: Thành phần gió tĩnh theo phương X và Y

STT Tầng Cao độ H j k Thông số hình học Tải trọng tập trung (m) (m) L X ( ) m L Y ( ) m W X ( ) kN W Y ( ) kN

Tải trọng của thành phần gió động

- Tiêu chuẩn áp dụng: TCXD 229:1999: “Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN 2737:1995”

- Xác định giá trị giới hạn của tần số: được xác định theo bảng 2 TCXD 229:1999, đối với công trình bê tông cốt thép, hệ số độ giảm loga dao động:  = 0.3, tra được hệ số giới hạn của tần số f L =1.3

- Theo mục 4.4 TCXD 229:1999, công trình có tần số dao động riêng cơ bản thứ s, thỏa mãn bất đẳng thức: f s f L f s 1 + thì cần tính toán thành phần động của tải trọng gió với s dạng dao động đầu tiên

- Khai báo hệ số mass source (khối lượng tham gia dao động) 1 Tĩnh tải + 0.5 Hoạt tải

- Sử dụng phần mềm ETABS: xác định tần số dao động tự nhiên của công trình

Bảng 2.12: Xác định tần số dao động tự nhiên công trình

Mode Chu kì Tần số UX UY RZ

Dựa vào bảng trên, ta có f 3 =0.679f L =1.3 =f 4 2.1 vì vậy cần tính toán thành phần động của tải trọng gió với 2 dạng dao động đầu tiên, mode 3 bị xoắn (khi xét mô hình 3D etabs)

Bảng 2.13: Phương tính toán và dạng dao động các mode cần tính gió động

Mode Phương tính toán Dạng dao động

• Tính toán giá trị của thành phần gió động

- Theo mục 4.5 TCXD 229:1999, giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j ứng với dạng dao động thứ i được xác định theo công thức: p( ji) j i i ji

+ M j : khối lượng tập trung của tầng thứ j

+  i : hệ số động lực, phụ thuộc vào  i ứng với dao động thứ i(Hình 2, mục 4.5 theo TCXD 229-

1995), ta có  = i 2cho mode 1 và  = i 1.6cho mode 2

+ y yj : Biên độ dạng dao động riêng thứ i tại tầng thứ j (Etabs)

+  i : hệ số được xác định theo công thức: ji Fi i 2 ji j y W y M

+ W Fi : giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên tầng thứ j của công trình chỉ kẻ đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió, xác định theo công thức: W Fi =W i   i

+ W i : giá trị thành phần tĩnh của tải trọng gió tại cao độ tầng thứ j

+  i : hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao z (tra bảng 8 – TCVN 2737:1995)

+ : hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió, phụ thuộc vào các thông số   , và dạng dao động của mode đang xét

Kết quả tính toán giá trị của thành phần gió động được trình bày ở các bảng dưới đây:

Bảng 2.14: Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của mode 1 – Phương Y

Bảng 2.15: Giá trị tiêu chuẩn của thành phần động của mode 2 – Phương X

Sau khi tính toán các giá trị thành phần động của tải trọng gió theo từng mode riêng, ta cần tổ hợp các giá trị theo từng mode, và giá trị thành phần động của tải trọng gió được gắn vào tâm khối lượng của công trình

Bảng 2.16: Bảng tổ hợp gió theo phương X và Y

Tầng Gió động Gió tĩnh Tâm khối lượng Gió tổng

WDX(kN) WDY(kN) WTX(kN) WTY(kN) XCM YCM WX(kN) WY(kN)

Tầng 16 79.847 198.06 232.77 92.028 29.1 10.604 312.61 290.09 Tầng 15 73.832 186.8 228.932 90.511 29.1 10.6029 302.76 277.346 Tầng 14 67.955 175.73 224.513 88.764 29.1 10.6029 292.46 264.49 Tầng 13 62.077 164.38 220.094 87.017 29.1 10.6029 282.171 251.401 Tầng 12 56.016 152.79 215.407 85.164 29.1 10.6029 271.42 237.96 Tầng 11 50.139 140.94 209.515 82.834 29.1 10.6029 259.65 223.77 Tầng 10 44.446 128.87 203.624 80.505 29.1 10.6029 248.07 209.37 Tầng 9 38.752 116.55 197.62 78.131 29.1 10.6029 236.37 194.68

Tải trọng đặc biệt – Tải trọng động đất

Tính toán động đất theo hình thức giải tay

- Xác định gia tốc nền thiết kế: a g = a gR   I ( m / s 2 )

+ Gia tốc nền tham chiếu: a gR / g được xác định trọng phụ lục H của TCVN 9386:2012: agR / g=0.0747

+ Đỉnh gia tốc nền tham chiếu: a gR =a gR / g g =0.0747 9.81 0.733 m / s = ( 2 )

+ Hệ số tầm quan trọng của công trình:  = I 1, tra theo phụ lục E của TCVN 9386:2012

→Gia tốc nền thiết kế: a g =a gR   = I 0.733 1 0.733 m / s = ( 2 )0.08 g =0.7848 m / s( 2 )

→ Chỉ cần áp dụng các giải pháp kháng chấn giảm nhẹ

- Xác định loại đất nền của công trình:

+ Đất nền loại C, được tra theo bảng 3.1 TCVN 9386:2012

+ Dựa vào loại đất nền và bảng 3.2 TCVN 9386:2012, xác định được các tham số mô tả phổ phản ứng đàn hồi như sau:

Bảng 2.17: Tham số mô tả phổ phản ứng tạm thời

- Xác định hệ số ứng xử q của kết cấu:

+ Đặc trưng của kết cấu như sau:

Cấp dẻo thiết kế: DCM (cấp dẻo kết cấu trung bình)

Loại kết cấu: hệ khung, hệ tường kép, hệ hỗn hợp

Hệ kết cấu tương đương: Hệ khung hoặc hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung

Phân loại kết cấu: Khung nhiều tầng, nhiều nhịp

+ Theo công thức 5.1 trong mục 5.2.2.2 TCVN 9386:2012 hệ số ứng xử q được tính như sau:

0 w q=q k 1.5 Các hệ số liên quan:

- Đối với công trình có mặt bằng không đều đặn, ta lấy giá trị trung bình giữa 1 và   = u / 1 1.3

=  + - Hệ số phản ánh phá hoại: k w =1 đối với hệ khung hoặc hệ kết cấu hỗn hợp tương đương khung

→ Hệ số ứng xử của kết cấu: q= q 0 k w =3.45 1 3.45 - Thiết lập phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi:

Theo mục 3.2.2.5 TCVN, với các thành phần nằm ngang của tác động động đất phổ thiết kế đàn hồi Sd (T) được xác định bằng các công thức sau:

Biểu đồ phổ phản ứng đàn hồi

- Khai báo mass source (khối lượng tham gia dao động trong phân tích động đất)

+ Hệ số tổ hợp tải trọng tham gia dao động được xác định theo công thức sau:

Hệ số khai báo mass source: 1 Tĩnh tải + 0.24 Hoạt tải

Khai báo etabs tự động tính toán tải tác động động đất

- Khai báo thông số mass source như ở mục 5.2.1

- Khai báo phổ thiết kế theo Phụ lục 1, mục 1.3.2.Khai báo etabs tự động tính toán tải tác động động đất

- Khai báo tải trọng động đất theo Phụ lục 1, mục 1.3.2 Khai báo etabs tự động tính toán tải tác động động đất

Tổ hợp tải trọng

Các trường hợp tải trọng

Bảng 2.18: Các trường hợp tải trọng

STT Kí hiệu Loại Ý nghĩa

1 TLBT Dead Tải trọng bản thân của kết cấu

2 TLCT Super Dead Tải trọng hoàn thiện sàn tiêu chuẩn

3 WALL Super Dead Tải trọng tường xây tiêu chuẩn

4 HT1 Live Hoạt tải toàn phần có giá trị 2 (kN/m 2 )

6 GIOX Wind Tải trọng gió tiêu chuẩn theo phương X

(Gió tĩnh phương X + Gió động phương X)

7 GIOY Wind Tải trọng gió tiêu chuẩn theo phương Y

(Gió tĩnh phương Y + Gió động phương Y)

8 DDX Seismic Tải trọng động đất theo phương X

9 DDY Seismic Tải trọng động đất theo phương Y

Theo TCVN 2737:1995 và TCVN 9386:2012 nguyên tắc tổ hợp tải trọng như sau:

+ Tĩnh tải + 0.9 (Hoạt tải + Tải trọng gió)

+ Tĩnh tải + tải do động đất +  2,i Hoạt tải

Bảng 2.19: Tổ hợp tải trọng áp dụng tính toán theo TTGH I

Tổ hợp Diễn giải hệ số tổ hợp

COMB1 1.1 TLBT + 1.2 TLCT + 1.1 WALL + 1.3 HT1 + 1.2 HT2

COMB2 1.1 TLBT + 1.2 TLCT + 1.1 WALL + 1.2 GIOX

COMB3 1.1 TLBT + 1.2 TLCT + 1.1 WALL - 1.2 GIOX

COMB4 1.1 TLBT + 1.2 TLCT + 1.1 WALL + 1.2 GIOY

COMB5 1.1 TLBT + 1.2 TLCT + 1.1 WALL - 1.2 GIOY

COMB6 1.1 TLBT + 1.2 TLCT + 1.1 WALL + 1.17 HT1 + 1.08 HT2 + 1.08 GIOX COMB7 1.1 TLBT + 1.2 TLCT + 1.1 WALL + 1.17 HT1 + 1.08 HT2 - 1.08 GIOX COMB8 1.1 TLBT + 1.2 TLCT + 1.1 WALL + 1.17 HT1 + 1.08 HT2 + 1.08 GIOY COMB9 1.1 TLBT + 1.2 TLCT + 1.1 WALL + 1.17 HT1 + 1.08 HT2 - 1.08 GIOY COMB10 1.1 TLBT + 1.2 TLCT + 1.1 WALL + 0.39 HT1 + 0.36 HT2 + DDX + 0.3 DDY COMB11 1.1 TLBT + 1.2 TLCT + 1.1 WALL + 0.39 HT1 + 0.36 HT2 + 0.3 DDX + DDY

Bảng 2.20: Tổ hợp tải trọng áp dụng tính toán theo TTGH II

Tổ hợp Diễn giải hệ số tổ hợp

COMB12 1 TLBT + 1 TLCT + 1 WALL + 1 HT1 + 1 HT2

COMB13 1 TLBT + 1 TLCT + 1 WALL + 1 GIOX

COMB14 1 TLBT + 1 TLCT + 1 WALL - 1 GIOX

COMB15 1 TLBT + 1 TLCT + 1 WALL + 1 GIOY

COMB16 1 TLBT + 1 TLCT + 1 WALL - 1 GIOY

COMB17 1 TLBT + 1 TLCT + 1 WALL + 0.9 HT1 + 0.9 HT2 + 0.9 GIOX

COMB18 1 TLBT + 1 TLCT + 1 WALL + 0.9 HT1 + 0.9 HT2 – 0.9 GIOX

COMB19 1 TLBT + 1 TLCT + 1 WALL + 0.9 HT1 + 0.9 HT2 + 0.9 GIOY

COMB20 1 TLBT + 1 TLCT + 1 WALL + 0.9 HT1 + 0.9 HT2 – 0.9 GIOY

COMB21 1 TLBT + 1 TLCT + 1 WALL + 0.3 HT1 + 0.3 HT2 + DDX + 0.3 DDY COMB22 1 TLBT + 1 TLCT + 1 WALL + 0.3 HT1 + 0.3 HT2 + 0.3 DDX + DDY

Kiểm tra chuyển vị đỉnh

- Theo mục 2.6.3, TCVN 198:1997 thì chuyển vị ngang tại đỉnh kết cấu của nhà cao tầng theo phương pháp đàn hồi phải thỏa mãn điều kiện:  

+ F: là chuyển vị ngang lớn nhất tại đỉnh công trình

+H: là chiều cao của công trình tính từ mặt đất tự nhiên

- Kết quả chuyển vị ngang tại đỉnh công trình được xuất ra từ phần mềm ETABS cụ thể như sau: Quét hết mặt bằng tầng cần xuất chuyển vị → Display → Table → Joint

- Chỉ kiểm tra chuyển vị bằng các tổ hợp chứa tải trọng gió

Bảng 3.1: Bảng chuyển vị đỉnh

Tầng Phương Chuyển vị lớn nhất

➔ Vậy chuyển vị lớn nhất tại đỉnh công trình nằm trong giới hạn cho phép

- Xem biểu đồ chuyển vị: Display → Story Response Plot → Max story Displacemen

Kiểm tra chuyển vị lệch tầng

Chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do gió

Theo TCVN 5574: 2018: Bảng M.4 có ghi rõ: chuyển vị ngang tương đối của 1 tầng trong nhà nhiều tầng có “tường, tường ngăn bằng gạch, bê tông thạch cao, panen bê tông cốt thép” có chuyển vị giới hạn: u 500 f = h và Drift dc

• dr: Chuyển vị tại tầng thứ i (mm)

• h: Chiều cao từ mặt đất đến tầng đang xét chuyển vị (mm)

Kết quả Drift tại các tầng được xuất ra từ phần mềm ETABS cụ thể như sau: Display → Table

Chỉ kiểm tra đối với những tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn có tác dụng của tải trọng gió

Bảng 3.2: Bảng chuyển vị lệch tầng do gió

Tầng h tầng Drift X Drift Y Trị số giới hạn Điều kiện

Chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng do động đất

- Theo mục 4.4.3.2 TCVN 9386:2012, hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng đối với các nhà có bộ phận phi kết cấu bằng vật liệu giòn có gắn với kết cấu:

+dr là chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng, được xác định như là hiệu của các chuyển vị ngang trung bình ds tại trần và sàn của tầng đang xét dd r r c d = =d q

+q d : là hệ số ứng xử chuyển vị, giả thiết bằng q

+d r : là chuyển vị của 1 điểm của hệ kết cấu gây ra bởi tác động động đất thiết kế

+d c : là chuyển vị của cùng điểm đó của hệ kết cấu được xác định bằng phân tích trên phổ phản ứng thiết kế Xác định từ dữ liệu Etabs, chính là chuyển vị ứng với combo có chứa tải trọng động đất Theo 2 phương Drift X = d / h X c và Drift Y = d / h Y c

→Vậy dc là chuyển vị lấy từ mô hình ETABS

▪  là hệ số chiết giảm xét đến chu kỳ lặp thấp hơn của tác động động đất liên quan đến yêu cầu hạn chế hư hỏng

- Chú thích của mục 4.4.3.2 TCVN 9386 :2012 có ghi rõ : Các giá trị khác nhau của

 phụ thuộc vào các nguy cơ động đất và vào mức độ quan trọng của công trình khuyến nghị như sau: = 0.4 cho các mức độ quan trọng I và II và = 0.5 cho các mức độ quan trọng III và IV

→ Rút ra được công thức hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng như sau: d d

- Kết quả Drift tại các tầng được xuất ra từ phần mềm ETABS cụ thể như sau: Display → Table →Joint Output: Diaphragm Center Of Mass Displacement

- Chỉ kiểm tra đối với những tổ hợp tải trọng có tác dụng của tải động đất: Đồ thị Drift theo COMB21

SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV:19149303 Trang 28 Đồ thị Drift theo COMB22

Bảng 3.3: Bảng chuyển vị lệch tầng động đất Tầng

Do động đất q v Drift X Drift Y Vế trái X Vế trái Y Điều kiện 2 phương X-Y

Kiểm tra hiệu ứng P-Delta (hiệu ứng bậc hai)

- Mục 4.4.2.2 TCVN 9386-2012 quy định không cần xét tới các hiệu ứng bậc 2 ( P −  ) nếu tại tất cả các tầng thỏa mãn điều kiện:

▪  - hệ số độ nhạy của chuyển vị tương đối giữa các tầng

▪ Ptot - tổng tải trọng thẳng đứng (gravity load) tại tầng đang xét và các tầng trên nó

▪ Vtot - tổng lực cắt tầng do động đất gây ra

▪ dr - chuyển vị thiết kế tương đối giữa các tầng

Các điều kiện khống chế:

▪  < 0.1: không cần xét tới hiệu ứng bậc 2

▪ 0.1< q  0.2: có thể lấy gần đúng các hiệu ứng P – delta bằng cách nhân các hệ quả tác động động đất cần xét với một hệ số bằng: 1

▪ Nếu 0.2    0.3thì cần phải kể đến điều kiện bậc hai trong mô hình tính toán kết cấu

▪   3 thì phải điểu chỉnh lại kết cấu công trình

- Kết quả Drift tại các tầng được xuất ra từ phần mềm ETABS cụ thể như sau: Display → Table →Joint Output: Diaphragm Center Of Mass Displacement

- Kết quả tính toán được trình bày trong bảng sau:

Bảng 3.4: Kết quả kiểm tra hiệu ứng bậc hai theo phương X

Tầng Phương X q Drift X Ptot Vtot θx

Nhận xét: Theo phương X,  x 1 →không cần xét tới hiệu ứng bậc hai

Bảng 3.5: Kết quả kiểm tra hiệu ứng bậc hai theo phương Y

Tầng Phương Y q Drift Y Ptot Vtot θy

Nhận xét: Theo phương Y,  y  1 →không cần xét tới hiệu ứng bậc hai

Kiểm tra ổn định lật

- Theo TCVN 198:1997 mục 3.2, nhà cao tầng bê tông cốt thép có tỷ lệ chiều cao trên chiều rộng lớn hơn 5 phải kiểm tra khả năng chống lật của công trình

- Công trình có chiều cao 60.95m, bề rộng 58.2m: 60.95 1.047 5

→Vậy không cần kiểm tra điều kiện ổn định lật cho công trình

Mặt bằng bố trí kết cấu sàn tầng điển hình (tầng 2-16)

Mặt bằng phân chia ô sàn S1,9,4: Sàn phòng ngủ S2,3,8,: Sàn phòng khách S10,11,12: Sàn hành lang

S6: Sàn phòng bếp S5: Sàn phòng vệ sinh

Số liệu tính toán

Tiêu chuẩn thiết kế

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

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

Vật liệu áp dụng

- Được trình bày trong mục 2.4 - Tiêu chí vật liệu

Sơ bộ kích thước tiết diện

- Được trình bày trong mục 2.5 - Sơ bộ kích thước tiết diện

Tải trọng tác dụng

- Các tải trọng tác dụng nhập vào mô hình sàn bao gồm:

+ Tải trọng hoàn thiện (xem mục 2.6.1.1)

+ Hoạt tải sàn (xem mục 2.6.2)

+ Tải trọng tường tác dụng lên sàn (xem mục 2.6.1.2): dùng phương pháp quy về tải phân bố đều lên sàn

+ Tải trọng tường xây (xem mục 2.6.1.2)

Bảng 4.1: Các trường hợp tải trọng tính toán sàn

Tên tải trọng Kiểu tải trọng Ý nghĩa

TLBT Dead Tĩnh tải tiêu chuẩn bản thân kết cấu

TLCT Super Dead Tĩnh tải tiêu chuẩn các lớp hoàn thiện

TL TUONG Super Dead Tĩnh tải tiêu chuẩn tường xây

HT1 Live Hoạt tải tiêu chuẩn có trị số nhỏ hơn 2 (kN/m 2 ) HT2 Live Hoạt tải tc có trị số lớn hơn hoặc bằng 2 (kN/m 2 )

Bảng 4.2: Tổ hợp tải trọng áp dụng tính toán Trường hợp tính toán Tên tổ hợp Thành phần tổ hợp

CB_TT Tải tính toán 1.1(TLBT) + 1.2(TLCT) + 1.15

CB_CV Tải tiêu chuẩn 1.0(TLBT) + 1.0(TLCT) + 1.0

Mô hình tính toán bằng phần mềm SAFE

• Các bước tiến hành mô hình SAFE:

- Khởi tạo mode, chọn tiêu chuẩn thiết kế, tạo lưới trục

- Khởi tạo vật liệu: Bê tông B30, Thép CB240-T, Sàn dày 150mm, Dầm chính

D300x600 và Dầm phụ D250x500, Vách 300mm

- Mô hình sàn – dầm – cột, vách

- Gắn tải trọng lên mô hình o Tĩnh tải các lớp cấu tạo (TLCT) o Tĩnh tải tường xây (TLTuong) o Hoạt tải 1: 2 kN/m 2 (HT1) o Hoạt tải 2:  2 kN/m 2 (HT2)

Xuất kết quả nội lực

- Để dễ lấy nội lực tính toán, sinh viên chọn giải pháp chia dải Strip 1m theo phương X và phương Y

Moment sàn theo dải Strips A

Moment sàn theo dải Strips B

Tính toán cốt thép cho sàn

- Do công trình đối xứng qua trục 9 nên sinh viên tính thép cho trục 1 đến trục 9 và trục

9-17 bố trí thép tương tự

- Khi tính toán cốt thép sinh viên dùng tổ hợp CB-TT

- Tính toán cấu kiện chịu uốn với tiết diện 1000x150 mm

- Chiều dày lớp bảo vệ ao = 20 mm

- - Diện tích tính cốt thép: b o s s ξR bh

- - Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

- Sinh viên tính toán minh hoạ cho Strip SA9 theo phương X, có kích thước b×h00×150mm

- Mỗi phương sẽ có nhiều dãy strip, ta chọn momen lớn nhất tại nhịp và gối để tính toán cốt thép cho strip

- Momen nhịp tính toán theo phương X: M = 10.96(kN.m)

- Cốt thép sàn su dụng: CB400-V: R s = 350 MPa E ; s = 20  10 4 MPa

- Giả thiết khoảng cách a gt = 25 mm

- Chiều cao làm việc của tiết diện: h 0 = − h a gt = 150 − 25 = 125 mm

- Tính hệ số chiều cao tương đối vùng nén của bê tông:

- Trong đó: giá trị  R được xác định theo công thức:

- - Tính diện tích cốt thép chịu kéo:

- Chọn cốt thép: 10 200 a ( A sc = 393 mm 2 )

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

- Tính toán tương tự cho các strip khác theo 2 phương X và Y và được trình bày ở bảng dưới đây:

Bảng 4.3: Bảng tính cốt thép sàn theo dãy strip phương X

Strip Vị trí M3 a b hs h0 α m ξ As Thép As chọn u% chọn Ktra

Nhịp 4.4 25 1000 150 125 0.017 0.01715 104.1 10a200 393 0.31 OK SA16 Gối 14.34 25 1000 150 125 0.054 0.05554 337.2 10a200 393 0.31 OK

Gối 18.25 25 1000 150 125 0.069 0.07156 434.5 10a100 785 0.63 OK Nhịp 7.36 25 1000 150 125 0.028 0.0284 172.4 10a200 393 0.31 OK SA22

Bảng 4.4: Bảng tính cốt thép sàn theo dãy strip phương Y

Nhịp 7.49 25 1000 150 125 0.028 0.0284 172.4 10a200 393 0.31 OK SB17 Gối 14.47 25 1000 150 125 0.054 0.05554 337.2 10a200 393 0.31 OK

Nhịp 5.8 25 1000 150 125 0.022 0.02225 135.1 10a200 393 0.31 OK MSB1 Gối 19.57 25 1000 150 125 0.074 0.07696 467.3 10a100 785 0.63 OK

Kiểm tra trạng thái giới hạn II

Kiểm tra độ võng sàn ngắn hạn

- Kiểm tra độ võng sàn do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng được tính toán theo combo tổ hợp tải tiêu chuẩn được trình bày ở trên

- Cách xem độ võng bằng SAFE: Display → Show Deformed Shape → Chọn tổ hợp nội lực CB-CV Độ võng ngắn hạn của các ô sàn

+ Theo phần mềm SAFE tính toán: fmax =4.86 mm( )

= = ➔ Sàn thỏa điều kiện độ võng tức thời

Kiểm tra độ võng dài hạn

- Vì phần mềm SAFE V12.3.2 không có tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5574:2018 nên sinh viên sử dụng tiêu chuẩn thiết kế EUROCODE 2 để tính toán độ võng do tác dụng dài hạn của tải trọng Các bước mô hình võng và nứt được thể hiện ở phụ lục

- Chuyển vị dài hạn được tính toán theo phần mềm SAFE với tiêu chuẩn thiết kế

- Với vùng xây dựng công trình là TP HCM độ ẩm tưởng đối của môi trường ở mức

75%, và bê tông B30 ta có: o Hệ số từ biến:  b cr , =2.116 o Biến dạng tương đối của bê tông: b red 1, =0.000349

- Độ võng dài hạn F được tính theo tổ hợp sau:

- Trong đó: o F1 là chuyển vị do tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng o F2 là chuyển vị do tác dụng ngắn hạn của tải trọng dài hạn o F3 là chuyển vị do tác dụng dài hạn của tải trọng dài hạn

SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV:19149303 Trang 40 Độ võng dài hạn của các ô sàn

+ Theo phần mềm SAFE tính toán: F = 14.9 mm ( )

= = ➔ Sàn thỏa điều kiện độ võng dài hạn

Kiểm tra vết nứt

- Sử dụng phần mềm SAFE V12 để kiểm tra vết nứt:

Display → Show Crack Width → Nhập các thông số để xem kết quả nứt

• Effect concrete Rupture Strength: Nhập giá trị fctm,fl

• Clear Cover : Nhập chiều dày lớp bê tông bảo vệ

• Equivalent Bar Diameter : Nhập đường kính thép

• Parameter kt: kt = 0.6 để tính nứt ngắn hạn, kt = 0.4 để tính nứt dài hạn

- Kiểm tra vết nứt ngắn hạn:

Vết nứt ngắn hạn của sàn

➔ Vết nứt ngắn hạn lớn nhất là a crc 1 = 0.125( mm )   a crc  = 0.3( mm )(TCVN 5574:2018 Bảng 17)

- Kiểm tra vết nứt dài hạn:

Vết nứt dài hạn của sàn

➔ Vết nứt dài hạn lớn nhất là a crc = 0.108( mm )   a crc  = 0.4( mm ) (TCVN 5574:2018 Bảng 17)

Thiết kế cầu thang tầng điển hình

Thông số đầu vào

- Cầu thang 2 vế với 1 chiếu tới, 1 chiếu nghỉ Và dựa theo hồ sơ kiến trúc công trình: o Chiều cao tầng: 3.3 m o Bề rộng bản chiếu nghỉ: 2.665 m o Chiều dài bản chiếu tới: 2.7 m o Số bậc thang: 21 bậc o Chiều cao bậc: 0.165 m o Chiều rộng bậc là 0.27m o Chiều dày bản thang: 150mm = 0.15m o Sơ bộ dầm chiếu nghỉ: 200x400(mm)

Kiến trúc cầu thang

- Cầu thang bộ được bố trí nằm trên trục 1 - 3 Kiến trúc bản thang bộ được thể hiện ở hình vẽ bên dưới:

Mặt bằng kiến trúc cầu thang tầng 2-16

Tĩnh tải

- Tĩnh tải bao gồm trọng lượng bản thân và các lớp cấu tạo:

Các lớp cấu tạo bậc thang và chiếu nghỉ

Mặt bằng và mặt cắt kết cấu cầu thang

 = + o Chiều dày tương đương của lớp đá hoa cương:

 = +  = +  SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV:19149303 Trang 45

 = +  = +  = o Chiều dày tương đương của bậc thang:

- Tải trọng lên bản chiếu nghỉ

Bảng 5.1: Bảng tải trọng lên bản chiếu nghỉ

Cấu tạo bản chiếu nghỉ

(kN m / 2) Đá hoa cương 0.01 24 0.24 1.1 0.264 vữa lót 0.02 20 0.4 1.2 0.48 vữa trát 0.02 20 0.4 1.2 0.48

- Tải trọng lên bản thang nghiêng

Bảng 5.2: Bảng tải trọng lên bản thang nghiêng

Cấu tạo bản chiếu nghiêng

(kN m / 2) Đá hoa cương 0.01 24 0.24 1.1 0.264 vữa lót 0.02 20 0.4 1.2 0.48

Hoạt tải

- Hoạt tải đối với bản chiếu nghỉ và chiếu tới:

3 1.2 3.6 (kN/m )2 tt tc p = p  = n - Hoạt tải đối với bản thang tầng điển hình: cos 3 1.2 0.853 3.072 (kN/m )2 tt tc p = p  n  =  

Bảng 5.3: Bảng tổ hợp tải trọng

STT COMB TLBT TCLT HT

Tính toán bản thang

Tính toán cốt thép

- Tính toán cấu kiện chịu uốn với tiết diện 1000x120 mm

- Chiều dày lớp bảo vệ ao = 20 mm

- - Diện tích tính cốt thép: b o s s ξR bh

- - Kiểm tra hàm lượng cốt thép:

 =  =  = =  - Kết quả tính toán cốt thép theo bảng sau:

Bảng 5.4: Bảng tính toán vế thang

Tính toán dầm chiếu nghỉ

Tải trọng tác dụng gồm:

- Trọng lượng tường tác dụng lên dầm:

- Sơ đồ tính: dùng sơ đồ dầm 2 đầu ngàm (ngàm vào vách) nhịp 3m

Sơ đồ tính dầm chiếu nghỉ

- Tổng tải phân bố đều tác dụng lên dầm: q=5.99 17.28+ #.29(kN/m)

Lực cắt dầm chiếu nghỉ

- Kết quả tính toán được trình bày trong bản sau:

Bảng 5.5: Bảng tính toán thép

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép bố trí cho dầm: min max

Tính toán và bố trí cốt đai

❖ Cơ sơ lý thuyết: áp dụng tương tự như mục 5.3.3 Tính toán cốt đai

- Kiểm tra điều kiện để bê tông giữa các vết nứt xiên không bị ép vỡ do ứng suất chính:

- Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông:

Q =  R bh =     Vậy Q max 0.5 b R bh bt 0 → Bê tông đủ khả năng chịu cắt, bố trí thép cấu tạo

- Chọn đường kính cốt đai 𝜙8 , asw P.27 mm 2 , số nhánh đai n=2, Rsw0 Mpa

- Xác định bước cốt đai theo cấu tạo khi bê tông đủ khả năng chịu cắt:

→ Chọn bước cốt đai thiết kế s w 1 0 mmtrong đoạn L/4 cho vị trí gần gối tựa và sw2 0 mm trong đoạn L/2 giữa nhịp còn lại.

Kiểm tra TTGH II cho cầu thang

Tính toán độ võng và nứt cho cầu thang

M1".2(kN.m) - tác dụng ngắn hạn của toàn bộ tải trọng

M2 55(kN.m)- tác dụng ngắn hạn của tải thường xuyên và tạm thời dài hạn

M3 55(kN.m)- tác dụng dài hạn của tải thường xuyên và tạm thời dài hạn

- Xét cầu thang có kích thước L ×L =2.6×3.4 m Độ võng của cầu thang được tính như 1 2 sau:

- Hệ số qui đổi cốt thép về bê tông:

- Momen quán tính của tiết diện qui đổi đối với trục trọng tâm tiết diện bê tông:

- Diện tích tiết diện ngang qui đổi của cấu kiện: red s

- Momen tĩnh của diện tích tiết diện qui đổi đối với thớ bê tông chịu kéo nhiều hơn: red s s

- Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện qui đổi: red t red

- Momen kháng uốn đàn hồi của tiết diện qui đổi:

- Momen kháng uốn đàn dẻo của tiết diện đối với thớ bê tông chịu kéo ngoài cùng:

- Giá trị momen uốn tới hạn khi hình thành vết nứt:

- Với tác dụng của toàn bộ tải trọng:

➔ Vậy cầu thang xuất hiện vết nứt do nội lực.

Tính toán độ võng thang

- Sinh viên chia bản thang thành 12 đoạn nên cần tính toán độ cong của 13 tiết diện

❖ Tính toán minh hoạ cho trường hợp tiết diện có vết nứt

- Xét tại điểm 11 có M =8.61 kNm > M =5.95 kNm 1 crc → Tiết diện bị nứt

- Momen tác dụng của toàn bộ tải trọng:

- Momen tác dụng của tải thường xuyên và tải tạm thời dài hạn:

- Hàm lượng thép chịu kéo: s s

• Do tác dụng ngắn hạn của tải trọng toàn phần

SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV:19149303 Trang 50 crc 1 ψ=1-0.8× =1-0.8× =0.447

- Mô đun biến dạng quy đổi của cốt thép chịu kéo:

- Mô đun biến dạng qui đổi của bê tông chịu nén: b,ser b,red b1,red

- Giá trị các hệ số quy đổi cốt thép về bê tông đối với cốt thép chịu nén:

 = E =  - Giá trị các hệ số quy đổi cốt thép về bê tông đối với cốt thép chịu kéo: s,red s2 b,red

- Xác định chiều cao vùng nén khi có xuất hiện vết nứt:

 - Momen quán tính lần lượt của vùng bê tông chịu nén, của cốt thép chịu kéo đối với trọng tâm tiết diện ngang qui đổi:

- Momen quán tính của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó:

- Mô đun biến dạng của bê tông chịu nén khi có tác dụng ngắn hạn của tải trọng: b1 b,red

- Độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi do tác dụng của tải ngắn hạn:

• Do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn crc 1

- Mô đun biến dạng qui đổi của bê tông chịu nén:

SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV:19149303 Trang 51 b,ser b,red b1,red

 - Momen quán tính lần lượt của vùng bê tông chịu nén, của cốt thép chịu kéo đối với trọng tâm tiết diện ngang qui đổi:

• Do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn crc 2

=  - Giá trị các hệ số quy đổi cốt thép về bê tông đối với cốt thép chịu kéo:

SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV:19149303 Trang 52 s,red s2 b,red

 - Momen quán tính lần lượt của vùng bê tông chịu nén, của cốt thép chịu kéo và của cốt thép chịu nén đối với trọng tâm tiết diện ngang qui đổi:

- Mô đun biến dạng của bê tông chịu nén khi có tác dụng dài hạn của tải trọng: b1 b,red

- Độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi do tác dụng của tải dài hạn:

- Các độ cong tính toán của cầu thang:

Sinh viên tính tương tự cho các điểm khác:

Bảng 5.6: Bảng tính toán độ võng cầu thang Điểm Vị trí M 1

- Độ võng lớn nhất của thang là:

- Độ võng giới hạn của thang là:

= = Vậy f m (.65 mm < [f ]0 mm→Thoả điều kiện độ võng

❖ Tính toán bề rộng khe nứt: s s s s crc L a = 1  2  3  E

 - khi có tác dụng tải trọng ngắn hạn

 - khi có tác dụng tải trọng dài hạn

 - đối với cốt thép có gân

 - đối với cấu kiện chịu uốn Ứng suất trong cốt thép chịu kéo tại tiết diện tính toán :

• Hàm lượng cốt thép chịu kéo:

 =bh =  Ứng suất của cốt thép chịu kéo trong cấu kiện chịu uốn:

 s =   −   Khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc được tính theo công thức: bt s s s

❖ Do tác dụng ngắn hạn của tải trọng toàn phần

- Chiều cao vùng kéo của tiết diện: bt m h =h-x 0-44v (mm)

- Diện tích vùng chịu kéo của tiết diện:

- Khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc: bt s,2 s s

❖ Do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

- Chiều cao vùng kéo của tiết diện: bt m h =h-x 0-48r (mm)

- Khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc: bt s,3 s s

❖ Do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

- Chiều cao vùng kéo của tiết diện: bt m h =h-x 0-58b (mm)

- Khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc:

SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV:19149303 Trang 55 bt s,1 s s

Thay số vào công thức tính toán bề rộng khe nứt:

- Bề rộng khe nứt ngắn hạn:

,1 ,2 ,3 0.064 0.123 0.044 0.143 (mm) crc crc crc crc a =a +a −a = + − Vậy a crc =0.143 mm  a crc u , =0.4 mm→ Thỏa mãn

- Bề rộng khe nứt dài hạn :

,1 0.064 mm , 0.3 mm crc crc crc u a =a =  a = → Thỏa mãn.

Tính toán bể nước mái

Sơ bộ kích thước tiết diện bể nước mái

Bảng 5.7: Bảng sơ bộ kích thước tiết diện bể nước mái

Bề dày bản Kích thước dầm Kích thước cột

Bản nắp dày 150 (mm) Dầm bản nắp: 200x300 (mm)

Bản đáy dày 200 (mm) Dầm bản đáy:

250x500 (mm) 300x600 (mm) Bản thành dày 200 (mm)

Mặt bằng kết cấu bản nắp bể nước mái

Mặt bằng kết cấu bản đáy bể nước mái

Bể nước thuộc dạng bể thấp

- Tải trọng tác dụng lên bản nắp bao gồm: trọng lượng bản thân của bản nắp, tĩnh tải các lớp cấu tạo và hoạt tải sửa chữa

- Tải trọng tác dụng lên bản đáy bao gồm: trọng lượng bản thân của bản đáy, tĩnh tải các lớp cấu tạo và hoạt tải nước

SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV:19149303 Trang 57 lượng bản thân của bản thành)

5.7.2.1 Tải trọng tác dụng lên bản nắp a) Tĩnh tải

Bảng 5.8: Bảng tĩnh tải cấu tạo tác dụng lên bản nắp bể nước

STT Các lớp cấu tạo sàn

Tĩnh tải tính toán (kN/m 2 )

4 Tổng tĩnh tải 0.75 0.90 b) Hoạt tải

Hoạt tải sửa chữa có giá trị tiêu chuẩn p tc =0.75 kN / m( 2 ), hệ số vượt tải n = 1.3, suy ra giá trị tính toán của hoạt tải: p tt =p tc  =n 0.75 1.3 =0.975 kN / m( 2 )

5.7.2.2 Tải trọng tác dụng lên bản đáy a) Tĩnh tải

Bảng 5.9: Bảng tĩnh tải cấu tạo tác dụng lên bản đáy bể nước

STT Các lớp cấu tạo sàn

Tĩnh tải tính toán (kN/m 2 )

2 Vữa xi măng lát nền 0.02 18 0.36 1.2 0.432

5 Tổng tĩnh tải 0.95 1.12 b) Hoạt tải

Xét trường hợp nguy hiểm nhất khi bể đầy nước:

+ Giá trị tiêu chuẩn: p tc =   =  n h 10 2.5 = 25 kN / m ( 2 )

+ Giá trị tính toán: p tt =    =  n n h 1 10 2.5=25 kN / m ( 2 )

5.7.2.3 Tải trọng tác dụng lên bản thành a) Tải trọng của áp lực nước

- Biểu đồ áp lực nước có dạng tam giác có độ lớn tăng dần theo độ sâu như hình sau

Biểu đồ áp lực nước tác dụng lên bản thành

Tại đỉnh bể: Z = → 5  p tc = p tt = 0

- Biểu đồ phân bố tải áp lực nước dạng tam giác là hàm bậc 1 p tc ( ) Z = − 10  + z 50 b) Tải trọng gió

- Bỏ qua thành phần động của tải trọng gió, chỉ xét thành phần tĩnh

- Xem áp lực gió không đổi trong suốt chiều cao bể

Bảng 5.10: Tải trọng gió tác dụng lên bản thành bể nước

W kN / m0 0.83 Gió đẩy Gió hút

Cao độ z (m) k W tc ( kN / m 2 ) W tt ( kN / m 2 ) W tc ( kN / m 2 ) W tt ( kN / m 2 )

Tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng lên bể nước

Bảng 5.11: Các trường hợp tải trọng

STT Tải trọng Loại tải Ý nghĩa

1 TLBT Dead Tải trọng bản thân

2 CAU TAO Super Dead Tải trọng cấu tạo

3 HOAT TAI SC Live Hoạt tải sửa chữa

4 HOAT TAI NUOC Live Áp lực nước

5 WX+ Wind Tải gió phương X

6 WX- Wind Tải gió ngược phương X

7 WY+ Wind Tải gió phương Y

8 WY- Wind Tải gió ngược phương Y

Bảng 5.12: Các tổ hợp tải trọng tính toán

COMB1 1.1 TLBT + 1.2 CAU TAO + 1.3 HOAT TAI SC

COMB2 1.1 TLBT + 1.2 CAU TAO + 1 HOAT TAI NUOC

COMB3 1.1 TLBT + 1.2 CAU TAO + 1 WX+

COMB4 1.1 TLBT + 1.2 CAU TAO + 1 WX-

COMB5 1.1 TLBT + 1.2 CAU TAO + 1 WY+

COMB7 1.1 TLBT + 1.2 CAU TAO + 1.17 HOAT TAI SC + 1.08 WX+

COMB8 1.1 TLBT + 1.2 CAU TAO + 1.17 HOAT TAI SC + 1.08 WX-

COMB9 1.1 TLBT + 1.2 CAU TAO + 1.17 HOAT TAI SC + 1.08 WY+

COMB10 1.1 TLBT + 1.2 CAU TAO + 1.17 HOAT TAI SC + 1.08 WY-

COMB11 1.1 TLBT + 1.2 CAU TAO + 0.9 HOAT TAI NUOC+ 1.08 WX+

COMB12 1.1 TLBT + 1.2 CAU TAO + 0.9 HOAT TAI NUOC+ 1.08 WX-

COMB13 1.1 TLBT + 1.2 CAU TAO + 0.9 HOAT TAI NUOC+ 1.08 WY+

COMB14 1.1 TLBT + 1.2 CAU TAO + 0.9 HOAT TAI NUOC+ 1.08 WY-

Bảng 5.13: Các tổ hợp tải trọng tính TTGH II

COMB15 1 TLBT + 1 CAU TAO + 1 HOAT TAI SC

COMB16 1 TLBT + 1 CAU TAO + 1 HOAT TAI NUOC

COMB17 1 TLBT + 1 CAU TAO + 1 WX+

COMB18 1 TLBT + 1 CAU TAO + 1 WX-

COMB19 1 TLBT + 1 CAU TAO + 1 WY+

COMB20 1 TLBT + 1 CAU TAO + 1 WY-

COMB21 1 TLBT + 1 CAU TAO + 0.9 HOAT TAI SC + 0.9 WX+

COMB22 1 TLBT + 1 CAU TAO + 0.9 HOAT TAI SC + 0.9 WX-

COMB23 1 TLBT + 1 CAU TAO + 0.9 HOAT TAI SC + 0.9 WY+

COMB24 1 TLBT + 1 CAU TAO + 0.9 HOAT TAI SC + 0.9 WY-

COMB25 1 TLBT + 1 CAU TAO + 0.9 HOAT TAI NUOC+ 0.9 WX+

COMB26 1 TLBT + 1 CAU TAO + 0.9 HOAT TAI NUOC+ 0.9 WX-

COMB27 1 TLBT + 1 CAU TAO + 0.9 HOAT TAI NUOC+ 0.9 WY+

COMB28 1 TLBT + 1 CAU TAO + 0.9 HOAT TAI NUOC+ 0.9 WY-

Mô hình 3D bể nước trong SAP2000

Mô hình phân tích bể nước trong SAP200

Tính toán bản nắp, bản đáy, bản thành của bể nước mái

5.7.5.1 Kết quả nội lực phân tích từ mô hình

Moment M11 – Combbao Max Moment M11 – Combbao Min

Kết quả nội lực M1-1, CB-TT của bản đáy

Kết quả nội lực M2-2, CB-TT của bản đáy

Moment M11 – Combbao Max Moment M11– Combbao Min

Kết quả nội lực M1-1, CB-TT của bản nắp

Kết quả nội lực M2-2, CB-TT của bản nắp

Kết quả nội lực M2-2, CB-TT của bản thành theo phương X

Kết quả nội lực M2-2, CB-TT của bản thành theo phương Y

Bảng 5.14: Bảng tổng hợp kết quả nội lực của bản nắp, bản đáy, bản thành

Các bước tính toán như bản sàn, kết quả tính toán được tóm tắt trong bản sau:

Tên bản Vị trí Moment

- Trên bản nắp có lỗ thăm kích thước 800x800 (mm), cần thêm thép tăng cường4 10a50 xung quanh lỗ thăm

A s  tt Chọn thép A tk s  tk

(kN.m) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm 2 ) (%)  (mm 2 ) (%)

Gối phương X 44.96 1000 150 27 123 0.175 0.194 1287.9 1.14 14 100 1539.4 1.25 OK Nhịp phương X 15.05 1000 150 38 112 0.071 0.073 441.2 0.43 12 100 1131.0 1.01 OK Gối phương Y 57.64 1000 150 27 123 0.184 0.205 1364.2 1.21 14 100 1539.4 1.25 OK Nhịp phương Y 26.62 1000 150 26 124 0.102 0.108 713.1 0.63 12 100 1131.0 0.91 OK

Gối phương Y 95.12 1000 200 28 172 0.189 0.211 1941.0 1.21 16 100 2010.6 1.17 OK Nhịp phương Y 49.98 1000 200 27 173 0.098 0.104 937.3 0.58 14 100 1539.4 0.89 OK

Phía trong 63.86 1000 200 27 173 0.126 0.135 1221.0 0.75 16 100 2010.6 1.17 OK Phía ngoài 30.7 1000 200 26 174 0.060 0.062 554.1 0.34 12 100 1131.0 0.65 OK

Phía trong 96.37 1000 200 27 173 0.189 0.212 1793.3 1.20 16 100 2010.6 1.17 OK Phía ngoài 54.5 1000 200 26 174 0.106 0.112 1014.0 0.62 12 100 1131.0 0.65 OK

Chuyển vị dài hạn của bản nắp bể nước

+ Theo phần mềm SAFE tính toán: F max 26(mm)

= = →Bản đáy thỏa điều kiện độ võng dài hạn: Fmax 26(mm) f )(mm)

Chuyển vị dài hạn của bản đáy bể nước

+ Theo phần mềm SAFE tính toán: F max '.88(mm)

= = SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV:19149303 Trang 65

→Bản đáy thỏa điều kiện độ võng dài hạn: Fmax '.88(mm) f )(mm)

5.7.6.2 Kiểm tra bề rộng vết nứt bản nắp

Bề rộng vết nứt ngắn hạn mặt dưới của bản nắp

Bề rộng vết nứt ngắn hạn mặt trên của bản nắp

- Kiểm tra bề rộng vết nứt ngắn hạn:

→Vết nứt ngắn hạn lớn nhất là: a crc =max(0.05;0.063)=0.063(mm)  a crc =0.3(mm)(Mục 2, Bảng 17, TCVN 5574:2018)

Bề rộng vết nứt dài hạn mặt dưới của bản nắp

Bề rộng vết nứt dài hạn mặt trên của bản nắp

- Kiểm tra bề rộng vết nứt ngắn hạn:

→Vết nứt ngắn hạn lớn nhất là: a crc =max(0.04;0.049)=0.049(mm)  a crc =0.3(mm)(Mục 2, Bảng 17, TCVN 5574:2018)

Bề rộng vết nứt ngắn hạn mặt dưới của bản đáy

Bề rộng vết nứt ngắn hạn mặt trên của bản đáy

- Kiểm tra bề rộng vết nứt dài hạn:

→Vết nứt dài hạn lớn nhất là: a crc =max(0.028;0.047)=0.047(mm)  a crc =0.2(mm)(Mục 2, Bảng 17, TCVN 5574:2018)

Bề rộng vết nứt dài hạn mặt dưới của bản đáy

Bề rộng vết nứt dài hạn mặt trên của bản đáy Kiểm tra bề rộng vết nứt dài hạn:

→Vết nứt dài hạn lớn nhất là: a crc =max(0.012;0.031)=0.031(mm)  a crc =0.2(mm)(Mục 2, Bảng 17, TCVN 5574:2018)

5.7.7 Kết quả nội lực phân tích từ mô hình

- Ta xuất nội lực COMBBAO cho trùng với nội lực khung trong mô hình etabs đễ tính toán cho bể nước

Biểu đồ moment của hệ dầm bể nước mái

Biểu đồ lực cắt của hệ dầm bể nước mái

Nội lực tại chân cột CB-TT

- Ta lấy nội lực dọc tại chân cột nhập vào mô hình Etabs

Kết quả nội lực được trình bày trong bảng sau:

Bảng 5.16: Bảng kết quả nội lực dầm của bản nắp, bản đáy

5.7.8 Tính toán cốt thép dọc dầm

Bước 1 : Xác định tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất để tính toán cốt thép cho dầm Đối với tính toán cốt thép dọc cho dầm tồ hợp nội lực nguy hiểm nhất là tổ hợp CB-TT Chọn 3 trường hợp để tính toán cốt thép là gối trái, nhịp, gối phải

Bước 2 : Giả thiết khoảng cách agt từ mép bê tông đến trọng tâm nhóm cốt thép chịu kéo Tính toán chiều cao làm việc h0 của tiết diện: h 0 = − h a gt

Bước 3: Tính toán cốt thép cho dầm

- Tính hệ số chiều cao tương đối vùng nén của bê tông: = − 1 1 2 −  m  R

- Giá trị  R được xác định theo công thức:

-  s el , :Biến dạng tương đối của cốt thép chịu nén khi ứng suất bằng R s Giá trị  s el , =R s /E s

-  b 2 : Biến dạng tương đối của bê tông chịu nén Đối với bê tông có cấp độ bền từ B60 trở xuống thì  b 2 =0.0035

- Tính diện tích cốt thép chịu kéo: s b b 0 s

Bước 4: Kiểm tra hàm lượng cốt thép

- Kiểm tra lại khoảng cách a giả thiết ban đầu sao cho:aa gt và kiểm tra hàm lượng cốt thép bố trí cho dầm: min max

Tính toán minh họa dầm DN-13: kích thước 200x300mm, M3b.96 (kN.m)

Thông số vật liệu tính toán:

- Dầm sử dụng bê tông cấp độ bền B30: R b MPa

- Hệ số điều kiện làm việc của bê tông  b =1.0

- Dầm sử dụng thép CB400-V: R s 50MPa và modul đàn hồi E s 0000MPa

- Chiều cao làm việc của tiết diện: h 0 = −h a gt 00 50− %0mm

Trong đó: giá trị  R được xác định theo công thức:

- Tính diện tích cốt thép chịu kéo: 0 0.362 1 17 200 250 ( ) 2

- Chọn đường kính và số lượng cốt thép dọc : 2 20 2 16 +  ( A sc = 1030.4 mm 2 )

Tính toán tương tự cho các dầm khác và được trình bày ở Mục 4.7.9 Tính toán cốt thép dọc dầm,

5.7.8.1 Tính toán cốt thép đai

- Theo mục 8.1.3 TCVN 5574:2018, tính toán độ bền cấu kiện bê tông cốt thép khi có tác dụng của lực cắt được tiến hành theo mô hình tiết diện nghiêng Khả năng kháng cắt của cấu kiện bê tông cốt thép đến từ khả năng chống trượt của bê tông Qbt và khả năng chống cắt của cốt đai trên tiết diện nghiêng Qsw

Bước 1: Kiểm tra bền theo điều kiện phá hoại do ứng suất nén chính

- Nếu: Q Q 0 =      → b1 b R b b h 0 bê tông đủ khả năng chịu ứng suất nén chính

- Nếu: Q Q 0 =      → b1 b R b b h 0 bê tông không đủ khả năng chịu ứng suất nén chính, ta tiến hành tăng tiết diện hoặc tăng cấp độ bền bê tông

Bước 2: Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông

SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV:19149303 Trang 73 b,min b bt 0 b,max b bt 0

 o C: Chiều dài nguy hiểm nhất của hình chiếu tiết diện nghiêng:

- Lực cắt chịu bơi cốt thép ngang trong tiết diện ngang theo công thức: sw sw sw

Q =  q C o  sw :Hệ số kể đến sự suy giảm nội lực dọc theo chiều dài hình chiếu của tiết diệnn ghiêng C, lấy = sw 0.75 o C: Chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng với: h 0  C 2h 0

- Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông và cốt thép đai:

= +  o Cho đạo hàm công thức trên bằng 0 để tìm giá trị cực trị, ta được chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng tại cực trị là :

- Khả năng chịu cắt nhỏ nhất của thép đai và bê tông là: min 2 u b2 bt 0 sw sw

- Lực trong cốt thép ngang trên một đơn vị chiều dài cấu kiện theo công thức sau: sw sw sw bt w

=   o R sw : Cường độ cốt thép đai, tra theo Bảng 14 TCVN 5574:2018 o A sw : Diện tích cốt đai o S w : Khoảng cách giữa các cốt đai cần thoả mãn các điều kiện sau (theo mục 10.3.4 TCVN 5574:2018): S w 0.25R b bt

Bước 3: Chọn đường kính cốt đai và số nhánh đai

- Đường kính cốt thép ngang (cốt thép đai) trong các khung cốt thép buộc của các cấu kiện chịu nén lệch tâm lấy không nhỏ hơn 0,25 lần đường kính cốt thép dọc lớn nhất

- Xác định diện tích của cốt đai:

Bước 4: Tính toán khoảng cách cốt đai S w

- Khoảng cách cốt đai tính toán: w.tt sw sw sw

- Khoảng cách cốt đai lớn nhất:

- Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo: o Đoạn cấu kiện mà bê tông không đủ chịu cắt:

=     → o Đoạn cấu kiện mà bê tông đủ chịu cắt:

▪ Dầm h 150mm, bản nhiều sườn h  300mm

→ Vậy khoảng cách cốt đai thiết kế S w = min S ( w.tt ;S w.max ;S w ,ct )

- Sinh viên chọn dầm DD-17 có kích thước 300x600mm để tính toán cốt đai minh họa

- Tính toán lực cắt ta chọn vị trí gối trái có lực cắt lớn nhất Qmax= 216.2(kN)

- Điều kiện để bê tông giữa các vết nứt xiên không bị ép vỡ do ứng suất chính:

- Khả năng chịu cắt của bê tông :

Vậy 0.5 b R bh bt 0 Q max 0.3 b R bh b 0 → Thỏa mãn

- Điều kiện chịu cắt của tiết diện nghiêng khi có tải phân bố đều :

Q max Q min u Q max 2 φ R bh φ q b2 bt 2 0 sw sw

Từ công thức trên, ta có lực phân bố cốt ngang theo đơn vị chiều dài ứng: Qmax :

Vậy q sw ,min q w → Thỏa mãn

- Chọn đường kớnh cốt đai ỉ8, asw P.27mm 2 , số nhỏnh đai n=2, Rsw 0 MPa

- Bước cốt đai theo tính toán : sw sw sw,tt sw

- Bước cốt đai lớn nhất :

- Bước cốt đai theo yêu cầu cấu tạo :

  w,ct 0 w,ct s min 0.5h ; 300 mm s 275 mm

➔ Chọn bước cốt đai thiết kế s w 1 0 mmtrong đoạn L/4 cho vị trí gần gối tựa và sw20 mm trong đoạn L/2 giữa nhịp còn lại

- Kiểm tra khả năng chịu lực cắt của dầm sau khi bố trí cốt đai :

• Tại vị trí bước cốt đai thiết kế s 0 mm w1 sw sw sw1 sw1

Vậy q sw , min  q sw 1 và q sw , min  q sw 2 → Thỏa mãn

- Tính toán hình chiếu tiết diện nghiêng ứng với lực phân bố lớn hơn:

SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV:19149303 Trang 75 b b2 bt 0

- Kiểm tra khả năng chịu cắt trong đoạn C =  0.6h 0 , h 0  tại C=h 0 :

Vậy Q u 55.13 kNQ max !6.2 kN→ Thỏa mãn

- Kiểm tra khả năng chịu cắt trong đoạn C =  2h 0 ,3h 0  tại C=3h 0 :

Vậy Q u #5.88 kNQ max !6.2 kN→Thỏa mãn

Tính toán tương tự cho các dầm khác và được trình bày ở Mục 3.7.9 Tính toán cốt thép đai, Phụ

Kết quả nội lực phân tích từ mô hình

- Ta xuất nội lực COMBBAO cho trùng với nội lực khung trong mô hình etabs đễ tính toán cho bể nước

Biểu đồ moment của hệ dầm bể nước mái

Biểu đồ lực cắt của hệ dầm bể nước mái

Nội lực tại chân cột CB-TT

- Ta lấy nội lực dọc tại chân cột nhập vào mô hình Etabs

Kết quả nội lực được trình bày trong bảng sau:

Bảng 5.16: Bảng kết quả nội lực dầm của bản nắp, bản đáy

Tính toán cốt thép dọc dầm

- Tính hệ số chiều cao tương đối vùng nén của bê tông: = − 1 1 2 −  m  R

- Giá trị  R được xác định theo công thức:

Tính toán minh họa dầm DN-13: kích thước 200x300mm, M3b.96 (kN.m)

- Chiều cao làm việc của tiết diện: h 0 = −h a gt 00 50− %0mm

- Tính diện tích cốt thép chịu kéo: 0 0.362 1 17 200 250 ( ) 2

- Chọn đường kính và số lượng cốt thép dọc : 2 20 2 16 +  ( A sc = 1030.4 mm 2 )

Tính toán tương tự cho các dầm khác và được trình bày ở Mục 4.7.9 Tính toán cốt thép dọc dầm,

5.7.8.1 Tính toán cốt thép đai

- Nếu: Q Q 0 =      → b1 b R b b h 0 bê tông không đủ khả năng chịu ứng suất nén chính, ta tiến hành tăng tiết diện hoặc tăng cấp độ bền bê tông

SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV:19149303 Trang 73 b,min b bt 0 b,max b bt 0

Q =  q C o  sw :Hệ số kể đến sự suy giảm nội lực dọc theo chiều dài hình chiếu của tiết diệnn ghiêng C, lấy = sw 0.75 o C: Chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng với: h 0  C 2h 0

= +  o Cho đạo hàm công thức trên bằng 0 để tìm giá trị cực trị, ta được chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng tại cực trị là :

=     → o Đoạn cấu kiện mà bê tông đủ chịu cắt:

→ Vậy khoảng cách cốt đai thiết kế S w = min S ( w.tt ;S w.max ;S w ,ct )

- Sinh viên chọn dầm DD-17 có kích thước 300x600mm để tính toán cốt đai minh họa

- Khả năng chịu cắt của bê tông :

- Điều kiện chịu cắt của tiết diện nghiêng khi có tải phân bố đều :

Từ công thức trên, ta có lực phân bố cốt ngang theo đơn vị chiều dài ứng: Qmax :

Vậy q sw ,min q w → Thỏa mãn

- Bước cốt đai theo tính toán : sw sw sw,tt sw

- Bước cốt đai theo yêu cầu cấu tạo :

  w,ct 0 w,ct s min 0.5h ; 300 mm s 275 mm

➔ Chọn bước cốt đai thiết kế s w 1 0 mmtrong đoạn L/4 cho vị trí gần gối tựa và sw20 mm trong đoạn L/2 giữa nhịp còn lại

Vậy q sw , min  q sw 1 và q sw , min  q sw 2 → Thỏa mãn

SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV:19149303 Trang 75 b b2 bt 0

- Kiểm tra khả năng chịu cắt trong đoạn C =  0.6h 0 , h 0  tại C=h 0 :

Vậy Q u 55.13 kNQ max !6.2 kN→ Thỏa mãn

- Kiểm tra khả năng chịu cắt trong đoạn C =  2h 0 ,3h 0  tại C=3h 0 :

Vậy Q u #5.88 kNQ max !6.2 kN→Thỏa mãn

Tính toán tương tự cho các dầm khác và được trình bày ở Mục 3.7.9 Tính toán cốt thép đai, Phụ

SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV: 19149303 76

THIẾT KẾ HỆ CHỊU TẢI TRỌNG NGANG

Tính toán thiết kế dầm

Lý thuyết tính toán

Bước 3 : Xác định loại tiết diện dầm tính toán: Để đơn giản hóa trong tính toán và thiên về an toàn, sinh viên tính theo hình chữ nhật ở cả gối và nhịp

- Tính hệ số chiều cao tương đối vùng nén của bê tông: = − −1 1 2 m  R

Theo tiêu chuẩn TCVN 5574:2018 giá trị  R được xác định theo công thức:

-  b :Hệ số điều kiện làm việc của bê tông Đối với dầm lấy giá trị  b =0.9

- R b :Cường độ chịu nén của bê tông

- R s :Cường độ chịu kéo của cốt thép

- Chọn đường kính và số lượng cốt thép dọc sao cho:A sc A st

- Kiểm tra lại a: a tt  a gt

Áp dụng tính toán cho gối trái dầm B11 (M= -124.3 kN.m)

- Chiều cao làm việc của tiết diện: h 0 = − h a gt = 600 − 50 = 550 mm

- Tính diện tích cốt thép chịu kéo:

- Chọn đường kính và số lượng cốt thép dọc: 3 16 2 14 +  ( A sc = 911 mm 2 )

Tính toán cốt thép dọc tương tự cho các dầm khác và được trình bày ở bảng 4.1 Kết quả tính thép dầm, Phụ Lục 4

Tính toán thép đai

- Nếu: QQ 0 =    b1 b R b  b h 0 →bê tông không đủ khả năng chịu ứng suất nén chính, ta tiến hành tăng tiết diện hoặc tăng cấp độ bền bê tông

SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV: 19149303 78 b,min b bt 0 b,max b bt 0

Q =  q C o  sw : Hệ số kể đến sự suy giảm nội lực dọc theo chiều dài hình chiếu của tiết diệnn ghiêng C, lấy = sw 0.75 o C: Chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng với: h 0  C 2h 0

= +  o Cho đạo hàm công thức trên bằng 0 để tìm giá trị cực trị, ta được chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng tại cực trị là:

  o Đoạn cấu kiện mà bê tông đủ chịu cắt:

▪ Dầm h < 150mm, bản nhiều sườn h < 300mm → Không cần đai

- Khoảng cách cốt đai theo yêu cầu cấu tạo kháng chấn: w w ,kc bw bL

Với: h w : chiều cao tiết diện của dầm d : đường kính tối thiểu của các thanh cốt thép dọc bL d : đường kính của thanh thép cốt đai bw

→ Vậy khoảng cách cốt đai thiết kế Sw =min S( w.tt;Sw.max;Sw ,ct;Sw ,kc )

- Sinh viên chọn Dầm D-17(phần tử B47) có kích thước 300x600mm để tính toán cốt đai minh họa

- Khả năng chịu cắt của bê tông:

- Điều kiện chịu cắt của tiết diện nghiêng khi có tải phân bố đều:

Từ công thức trên, ta có lực phân bố cốt ngang theo đơn vị chiều dài ứng: Qmax:

Vậy q sw ,min  q w → q w = q sw ,min = 86.25( N mm / )

- Bước cốt đai theo tính toán: sw sw sw,tt sw

- Bước cốt đai theo yêu cầu cấu tạo:

- Khoảng cách cốt đai theo yêu cầu cấu tạo kháng chấn:

S w ,kc min(h w ; 24 d bw ;8 d ; 225) bL 128(mm)

= 4   ➔ Chọn bước cốt đai thiết kế s w 1 0 mmtrong đoạn L/4 cho vị trí gần gối tựa và sw20 mm trong đoạn L/2 giữa nhịp còn lại

• Tại vị trí bước cốt đai thiết kế s 0 mm w1

SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV: 19149303 80 sw sw sw1 sw1

Vậy q sw , min  q sw 1 và q sw , min q sw 2 → Thỏa mãn

- Kiểm tra khả năng chịu cắt trong đoạn C=0.6h 0 ,h 0  tại C=h 0 :

Vậy Q u 55.13 kNQ max 1.13 kN→ Thỏa mãn

- Kiểm tra khả năng chịu cắt trong đoạn C=2h 0 ,3h 0  tại C=3h 0 :

Vậy Q u #5.88 kNQ max 1.3 kN→Thỏa mãn

Tính toán cốt đai tương tự cho các dầm khác và được trình bày ở bảng 4.1 Kết quả tính thép dầm,

Kiểm tra trạng thái giới hạn II

Sinh viên chọn Dầm D1 (phần tử B11) có kích thước 300x600mm để đi kiểm tra minh họa Độ võng dầm được tính toán như sau:

M1f.35(kN.m)- Momen tác dụng của toàn bộ tải trọng

M2 X.97(kN.m)- Momen tác dụng của tải thường xuyên và tạm thời dài hạn

Giá trị momen kiểm tra: crc bt,ser pl

R : Cường độ bê tông chịu nén dọc trục theo trạng thái giới hạn 2

W : Momen kháng uốn đàn dẻo của tiết diện đối với thớ bê tông chịu kéo ngoài cùng;pl pl red

Wred : Momen kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi theo vùng chịu kéo của tiết diện; red red t

Hệ số quy đổi cốt thép về bê tông: s b

 = = Momen tĩnh của diện tích tiết diện qui đổi của cấu kiện đối với thớ bê tông chịu kéo nhiều hơn: t ,red b s s

=  +   SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV: 19149303 81

Diện tích của tiết diện ngang quy đổi của cấu kiện:

A =A+  A 00 600 +6.154 911 185602.6(mm ) Khoảng cách từ thớ bê tông chịu kéo nhiều nhất đến trọng tâm tiết diện quy đổi của cấu kiện: t,red t red

= = Momen quán tính của tiết diện quy đổi của cấu kiện đối với trọng tâm của nó:

Moment kháng uốn đàn hồi của tiết diện quy đổi:

= =  Giá trị momen uốn tới hạn khi hình thành vết nứt:

→ Cấu kiện xuất hiện nứt do nội lực

- Hàm lượng thép chịu kéo: s s

• Do tác dụng ngắn hạn của tải trọng toàn phần crc 1

- Momen quán tính lần lượt của vùng bê tông chịu nén, của cốt thép chịu kéo đối với trọng tâm tiết diện ngang qui đổi:

• Do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn crc 2

- Giá trị các hệ số quy đổi cốt thép về bê tông đối với cốt thép chịu kéo: s,red s2 b,red

- Mô đun biến dạng của bê tông chịu nén khi có tác dụng dài hạn của tải trọng:

SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV: 19149303 83 b1 b,red

• Do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn crc 2

=  - Giá trị các hệ số quy đổi cốt thép về bê tông đối với cốt thép chịu kéo: s,red s2 b,red

- Mô đun biến dạng của bê tông chịu nén khi có tác dụng dài hạn của tải trọng: b1 b,red

- Độ cứng chống uốn của tiết diện ngang quy đổi do tác dụng của tải dài hạn:

- Các độ cong tính toán của cầu thang:

- Độ võng lớn nhất của dầm là: max

1 s - Đối với dầm 2 đầu ngàm

Ld00mm – Chiều dài nhịp tính toán

- Độ võng giới hạn của dầm là:

= = Vậy f m =3.34 mm < [f ]2 mm→Thoả điều kiện độ võng

❖ Tính toán bề rộng khe nứt:

 - khi có tác dụng tải trọng ngắn hạn

 - khi có tác dụng tải trọng dài hạn

 - đối với cốt thép có gân

 - đối với cấu kiện chịu uốn Ứng suất trong cốt thép chịu kéo tại tiết diện tính toán:

 = − Ứng suất của cốt thép chịu kéo trong cấu kiện chịu uốn:

• Do tác dụng ngắn hạn của tải trọng toàn phần

- Chiều cao vùng kéo của tiết diện: h bt = −h x m `0 236.8− 63.2(mm)

- Vì h bt 63.2(mm)0.5h00→Chọn h bt 00(mm)

- Diện tích vùng chịu kéo của tiết diện: A bt = h bt  = b 300 300  = 90000( mm 2 )

= A =   =  → • Do tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

- Chiều cao vùng kéo của tiết diện: h bt = −h x m `0 251 349(− = mm)

- Vì h bt 49(mm)0.5h00→Chọn h bt 00(mm)

- Diện tích vùng chịu kéo của tiết diện: A bt = h bt  = b 300 300  = 90000( mm 2 )

= A =   =  → • Do tác dụng dài hạn của tải trọng thường xuyên và tạm thời dài hạn

Chiều cao vùng kéo của tiết diện: h bt = −h x m `0 308− )2(mm)

Diện tích vùng chịu kéo của tiết diện: A bt =h bt  =b 292 300 600(mm 2 )

Khoảng cách cơ sở giữa các vết nứt thẳng góc:

= A =   =  → Thay số vào công thức tính toán bề rộng khe nứt:

- Bề rộng khe nứt ngắn hạn:

,1 ,2 ,3 0.031 0.033 0.029 0.043 (mm) crc crc crc crc a =a +a −a = + − Vậy a crc =0.043mm  a crc u , =0.4 mm→ Thỏa mãn

- Bề rộng khe nứt dài hạn:

,1 0.031 mm , 0.3 mm crc crc crc u a =a =  a = → Thỏa mãn

Sinh viên tính toán TTGH II tương tự cho các dầm khác và được trình bày ở mục 4.1.4 Kiểm tra trạng thái giới hạn II,Phụ Lục 4

Tính toán cốt treo

- Dầm phụ được gác trực tiếp lên hệ dầm chính nên tại những vị trí này xuất hiện một lực tập trung khá lớn từ dầm phụ truyền vào dầm chính nên phải bố trí cốt treo để tránh sự phá hoại cục bộ

- Theo mục 10.4.12, TCVN 5574:2018 có quy định: Trong các nút giao các dầm chính-phụ cần bố trí cốt thép ngang để chịu phản lực do dầm phụ gây ra

Sơ đồ tính dầm phụ gác lên dầm chính

- Hệ dầm đáy có dầm phụ gác lên dầm chính, nên cần kiểm tra theo điều kiện sau:

+ N là lực tập trung, xác định từ biều độ bao lực cắt của dầm chính

+ R sw :Cường độ chịu cắt của cốt thép đai

+ A sw t re o diện tích cốt thép treo

- Chọn vị trí dầm phụ gác lên dầm chính có lực cắt lớn nhất để tính toán, sau đó bố trí cho các vị trí khác Sinh viên chọn vị trí lực cắt bên trái và bên phai 1 đoạn 0.5B dp :

Lực cắt dầm phụ gác lên dầm chính

- Lực cắt lớn nhất ở dầm phụ (250x500) gác lên dầm chính (300x600):

- Chọn đai 8, 2 nhánh có A sw = 50.27( mm 2 )

- Số đai cần bố trí: w 2 w

= A = Vậy chọn n = 8 bố trí cho mỗi bên 4 đai: 2 4 8 50  a

Tính toán thiết kế vách

Ví dụ tính toán cốt thép dọc cho vách P2

- Tính toán bố trí thép cho vách P2 - Tầng Mái

- Giả thiết vùng biên chịu kéo và chịu nén B r =B L %0mm

Vị trí COMBO M(kN.m) N(kN)

- Lực phân phối vào vùng biên bên trái là:

- Lực phân phối vào vùng biên bên phải là:

- Lực phân phối vào vùng giữa là:

Tính diện tích cốt thép chịu kéo, nén đúng tâm

- Diện tích thép vùng biên:

As,n < 0 phải bố trí cấu tạo, 0.6%

= =   As,n > 0 đặt cốt thép chịu kéo

Kiểm tra hàm lượng cốt thép vùng biên:

- Diện tích thép vùng giữa:

A S g  → Bố trí thép cấu tạo cho vùng giữa

Kiểm tra hàm lượng cốt thép vùng giữa: min max w

là hệ số uốn dọc, được xác định:

 = i = =  xét ảnh hưởng uốn dọc

- Các trường hợp Moment min và Force max tính toán tương tự, sinh viên chọn trường hợp có diện tích cốt thép lớn nhất để bố trí

- Tính toán và bố trí tương tự cho các tầng còn lại

- Sinh viên chọn khung trục 3 để tính toán bao gồm vách P1, P3 và P4-5 Kết quả tính toán cốt dọc được trình bày ở mục 4.2 Tính toán thiết kế vách, Phụ lục 4

Bảng 6.1: Kết quả tính toán vách P2

Tầng Tỗ hợp M2 M3 N H b L B A sB Thép vùng biên u%(chọn) A s,G Thép vùng giữa u%(chọn) (kN.m) (kN.m) (kN) (m) (m) (m) (m) (mm 2 ) vùng biên (mm 2 ) vùng giữa

Tầng Mỏi Comb11 -2.4631 -121.592 -255.734 3.5 0.3 1.3 0.3 187.91 6ỉ16 1.6 -9619.61 8ỉ16 0.67 Tầng 16 Comb11 0.7045 -120.323 -437.775 3.3 0.3 1.3 0.3 80.4 6ỉ16 1.6 -9294.1 8ỉ16 0.67 Tầng 15 Comb11 -0.3402 -131.282 -621.183 3.3 0.3 1.3 0.3 5.7 6ỉ16 1.6 -8966.15 8ỉ16 0.67 Tầng 14 Comb11 -1.1856 -140.899 -807.12 3.3 0.3 1.3 0.3 -2474.14 6ỉ16 1.6 -8633.67 8ỉ16 0.67 Tầng 13 Comb11 -2.0245 -149.652 -996.126 3.3 0.3 1.3 0.3 -2336.4 6ỉ16 1.6 -8295.71 8ỉ16 0.67 Tầng 12 Comb11 -2.8703 -157.711 -1188.62 3.3 0.3 1.3 0.3 -2198.57 6ỉ16 1.6 -7951.51 8ỉ16 0.67 Tầng 11 Comb11 -3.7003 -165.057 -1385.12 3.3 0.3 1.3 0.3 -2060.4 6ỉ16 1.6 -7600.15 8ỉ16 0.67 Tầng 10 Comb11 -4.5117 -171.707 -1586.18 3.3 0.3 1.3 0.3 -1921.5 6ỉ16 1.6 -7240.62 8ỉ16 0.67 Tầng 9 Comb11 -5.2944 -177.519 -1792.46 3.3 0.3 1.3 0.3 -1781.9 6ỉ16 1.6 -6871.77 8ỉ16 0.67 Tầng 8 Comb11 -6.0342 -182.156 -2004.68 3.3 0.3 1.3 0.3 -1642.12 6ỉ16 1.6 -6492.31 8ỉ16 0.67 Tầng 7 Comb11 -6.7095 -185.049 -2223.62 3.3 0.3 1.3 0.3 -1503.33 6ỉ16 1.6 -6100.81 8ỉ16 0.67 Tầng 6 Comb7 -10.5415 156.7442 -2620.34 3.3 0.3 1.3 0.3 -1347.99 6ỉ16 1.6 -5391.44 8ỉ16 0.67 Tầng 5 Comb7 -8.4892 164.9518 -2862.06 3.3 0.3 1.3 0.3 -1180.39 6ỉ16 1.6 -4959.22 8ỉ16 0.67 Tầng 4 Comb7 -6.2245 171.5778 -3113.33 3.3 0.3 1.3 0.3 -1011.64 6ỉ16 1.6 -4509.91 8ỉ16 0.67 Tầng 3 Comb7 -3.7577 179.9242 -3375.63 3.3 0.3 1.3 0.3 -831.38 6ỉ16 1.6 -4040.89 8ỉ16 0.67 Tầng 2 Comb7 -0.8606 173.5552 -3650.42 3.3 0.3 1.3 0.3 -685.85 6ỉ16 1.6 -3549.54 8ỉ16 0.67 Tầng lửng Comb7 7.0316 193.7137 -3968.35 3.3 0.3 1.3 0.3 -438.59 6ỉ16 1.6 -2981.05 8ỉ16 0.67 Tầng 1 Comb7 3.6372 155.4622 -4271.37 3.9 0.3 1.3 0.3 -367.58 6ỉ16 1.6 -2439.21 8ỉ16 0.67

Tính toán thép đai vách P2

Sinh viên dùng lực cắt lớn nhất để tính toán và bố trí toàn bộ vách P2 – tầng 5 có kích thước 300x1300 mm

Vậy Q max 0.5 b R bh bt 0 → Bê tông đủ khả năng chịu cắt, cần bố trí cấu tạo

- Chọn đường kớnh cốt đai ỉ10, asw x.53mm 2 , số nhỏnh đai n=2, Rsw 0 MPa

- Bước cốt đai cấu tạo

= 2  Với:b 0 kích thước tối thiểu của lõi bê tông (tính tới đường trục của cốt thép đai) d bL đường kính tối thiểu của các thanh cốt thép dọc

Chọn bước cốt đai cấu tạo: S w,ch = 100 mm và bố trớ cốt đai toàn bộ vỏch P2 là: ỉ10a100

Sinh viên tính toán cốt đai cho các vách P1, P3, P4-P5 tương tự như vách P2 và tình bày ở mục

4.2.1 Tính toán cốt đai vách, Phụ Lục 4

Tính toán lõi thang

Cơ sở lý thuyết tính toán cốt thép dọc phần tử Pier

- Ta sử dụng phương pháp ứng suất đàn hồi để tính toán cốt thép cho lõi thang

- Phương pháp này chia vách cứng thành những phần tử nhỏ chịu kéo hoặc nén đúng tâm, coi ứng suất phân bố đều trong mỗi phần tử và tính toán cốt thép cho từng phần tử

Quy trình tính toán như sau:

Bước 1: Chia nhỏ vách thành các phần tử nhỏ, chịu kéo nén đúng tâm

Phân chia lõi thang thành các phần tử nhỏ

Bước 2: Tìm trọng tâm của tiết diện lõi và moment quán tính của tiết diện đó

Trọng tâm của tiết diện lõi thang

- Trọng tâm của tiết diện tính như sau: i i

- Moment quán tính của tiết diện:

Bước 3: Xác định ứng suất của mỗi phần tử do lực dọc N và mô men trong mặt phẳng gây ra

- Ứng suất trung bình kéo hoặc nén của mỗi phần tử: i x i y i x y

Quy ước: Vì tính toán lấy dấu của nội lực tính nên

Bước 4: Xác định lực dọc kéo hoặc nén tác dụng vào phần tử thứ i: N i =   i A i

Bước 5: Tính toán diện tích cốt thép chịu kéo, nén của từng vùng phần tử như cấu kiện chịu kéo, nén đúng tâm

- Nếu N i 0 thì vùng phần tử chịu kéo, diện tích cốt thép tính như sau: k i si s

- Nếu N i 0 thì vùng phần tử chịu nén, diện tích cốt thép tính như sau: i b b b n si sc b b

- Hàm lượng cốt thép thỏa mãn khi  min =0.5%    t max =3%

6.3.1.1 Áp dụng tính toán cốt thép dọc cho lõi

- Chia nhỏ phần tử lõi như hình 5.6

- Sinh viên chọn phần tử 1 tại tầng 12 của lõi thang để tính toán minh họa

- Xác định trọng tâm và mô men quán tính của tiết diện:

+ Trọng tâm của tiết diện tính như sau:

+ Moment quán tính của tiết diện:

- Diện tích của lõi: A = 4140000 mm ( 2 )

- Xuất nội lực lõi thang tại tầng 12 với COMB11 có

❖ Tính toán phần tử 1, các phân tử còn lại tính toán tương tự

- Tọa độ phàn tử 1: X i %75(mm Y), i 87(mm)

- Tiết diện phần tử 1: b i 00(mm h), i 50(mm)

- Ứng suất trung bình kéo hoặc nén của mỗi phần tử:

- Xác định lực dọc kéo hoặc nén tác dụng vào phần tử thứ 1:

- N i 0 thì vùng phần tử chịu nén, diện tích cốt thép tính như sau:

- Với : hệ số uốn dọc, được xác định phụ thuộc vào giá trị độ mãnh:

- Vì 14    104 hệ số  theo công thức thực nghiệm:

 = −  −  = −  −  →A n s,mid  → 0 Bố trí thép cấu tạo cho vùng giữa

- Diện tích bố trí thép cho vùng giữa:

→Bố trớ thộp cho vựng giữa: 4ỉ16 với A s = 804(mm ) 2

- Kiểm tra hàm lượng cốt thép vùng giữa: s 6 w

Vậy  min =0.6%  =0.77%  max =3.5%→ Thỏa mãn

6.3.1.2 Áp dụng tính toán cốt đai

- Tính toán cốt đai lõi thang với lực cắt lớn nhất tại Tầng Lửng, ứng với CB4 và CB11

Q =max V ; V =max 776.98;1259.18 59.18 kN có Ntu = −18443.5 kN( )

Giả thiết: a gt = 30 mm ( ) → h 0 = − h a gt = 3300 − 30 = 3270 mm ( )

Vậy 0.5R bt  b h 0 Q max 0.3R b  b h 0 →Thỏa mãn

- Điều kiện chịu cắt của tiết diện nghiêng khi có tải phân bố đều:

Từ công thức trên, ta có lực phân bố cốt ngang theo đơn vị chiều dài ứng Qmax:

Vậy q sw ,min  q w → Thỏa mãn

- Chọn đường kớnh cốt đai ỉ10, asw x.53 mm 2 , số nhỏnh đai n=2, Rsw 0 MPa

- Bước cốt đai theo tính toán: sw sw sw,tt sw

- Bước cốt đai lớn nhất:

- Bước cốt đai theo yêu cầu cấu tạo:

= 2  Với:b 0 kích thước tối thiểu của lõi bê tông (tính tới đường trục của cốt thép đai) d bL đường kính tối thiểu của các thanh cốt thép dọc

➔ Chọn bước cốt đai thiết kế s w 1 0 mm

- Kiểm tra khả năng chịu lực cắt của dầm sau khi bố trí cốt đai: sw sw sw sw

Vậy q sw ,min  q sw → Thỏa mãn

- Kiểm tra khả năng chịu cắt trong đoạn C=0.6h 0 ,h 0  tại C=h 0 :

Vậy Q u !28.82 kNQ max 59.18 kN→ Thỏa mãn

- Kiểm tra khả năng chịu cắt trong đoạn C=2h0,3h0  tại C=3h 0 :

Vậy Q u 37.26 kNQ max 59.18 kN→Thỏa mãn

Tính toán chiều dài neo, nối cốt thép

Tính toán chiều dài neo cốt thép

Theo mục 10.3.5.4 – TCVN 5574:2018, chiều dài neo cơ sở xác định theo công thức:

+R bond : là cường độ bám dính tính toán cốt thép với bê tông với giả thiết là độ bám dính này phân bố đều theo chiều dài neo, và được xác định theo công thức: bond 1 2 bt

R =    R +  1 : là hệ số kể đến ảnh hưởng về mặt cốt thép, đối với cốt thép không ứng suất trước và thép cán nóng có gân (CB400–V) nên  = 1 2.5

+  2 : hệ số kể đến ảnh hưởng của kích cỡ đường kính cốt thép, đối với cốt thép không ứng suất trước và đường kính cốt thépd s 32mm→ nên  = 2 1

+ A s , u s : lần lượt là diện tích tiết diện ngang của thanh cốt thép được neo và chu vi tiết diện của nó

Bảng 6.2: Kết quả tính chiều dài neo cơ sở

- Đoạn neo cốt thép được tính theo mục 10.3.5.5 – TCVN 5574:2018, tính toán theo công thức như sau: s,cal an 0,an s,ef

A : tỉ số giữa diện tích tiết diện ngang cốt thép lần lượt theo tính toán và theo thực tế, thiên về an toàn sinh viên chọn bằng 1

+ L 0,an : chiều dài đoạn neo cở sở, tính ở trên

+ : hệ số phụ thuộc vào cốt thép khi kéo hoặc nén:

Bảng 6.3: Kết quả tính toán chiều dài neo

Khi kéo Khi nén α L 0,an A s,cal /A s,ef L an Chọn α L 0,an A s,cal /A s,ef L an Chọn

Chiều dài đoạn nối cốt thép

- Đoạn nối cốt thép không ứng suất trước được xác định theo mục 10.3.6.2 – TCVN 5574:2018, tính toán theo công thức như sau: s,cal lap 0,an s,ef

+ : hệ số kể đến ảnh hưởng của trạng thái ứng suất của cốt thép thanh, giải pháp cấu tạo của cấu kiện trong vùng nối các thanh thép Khi nối cốt thép có gân với các đầu để thẳng, cũng như nối các thanh thép trơn có móc hoặc uốn chữ U mà không có chi tiết neo bổ sung thì hệ số:

+  = 1.2 đối với thép chịu kéo

+  = 0.9 đối với thép chịu nén

- Theo mục 3.4.2 TCVN 198:1997, chiều dài nối buộc của cốt thép trong cột vách, lõi lấy bằng 1.5L lap (đối với động đất yếu)

Bảng 6.4: Kết quả tính toán chiều dài nối cốt thép

Khi kéo Khi nén α L 0,an

Tổng quan về nền móng

- Móng là cấu kiện tiếp nhận toàn bộ tải trọng của công trình, rồi truyền tải đó xuống nền sao cho cả móng và nền đều làm việc không vượt quá trạng thái giới hạn Việc tính toán nền móng phải được tiến hành với tổ hợp nội lực bất lợi nhất trong suốt quá trình sử dụng và thi công

- Thiết kế bên dưới nhà cao tầng bao gồm các tính toán liên quan đến nền và móng công trình Việc thiết kế nền móng phải đảm bảo các tiêu chí sau:

+ Áp lực của bất cứ vùng nào của nền đất đều không quá khả năng chịu lực của đất (điều kiện cường độ đất nền)

+ Ứng suất trong kết cấu đều không vượt quá khả năng chịu lực trong suốt quá trình tồn tại của kết cấu (điều kiện cường độ kết cấu)

+ Chuyển vị biến dạng của kết cấu (độ lún của móng, độ lún lệch giữa các móng) được khống chế không được vượt quá giá trị cho phép

+ Ảnh hưởng của việc xây dựng công trình đến các công trình lân cận được khống chế

+ Đảm bảo tính hợp lý của các chỉ tiêu kỹ thuật, khả năng thi công và thời gian thi công

Đánh giá diều kiện địa chất công trình

Địa chất

- Khảo sát địa chất công trình gồm những mục tiêu cơ bản sau:

+ Xác định rõ mặt cắt địa chất dựa trên cơ sở đặc điểm địa chất và các tính chất cơ lý của đất đá tại công trình khảo sát

+ Xác định chỉ tiêu cơ lý của lớp đất cấu tạo nên địa kỹ thuật

+ Xác định chiều sâu mực nước ngầm

- Trên cơ sở các số liệu khảo sát và thí nghiệm bản báo cáo đưa ra một số nhận xét về điều kiện địa chất công trình và cung cấp những số liệu cần thiết phục vụ cho công tác tính toán nền móng công trình.

Cấu trúc địa chất

- Theo kết quả khảo sát thì đất nền gồm các lớp khác nhau Do độ dốc các lớp nhỏ, chiều dày khá đồng đều nên một cách gần đúng có thể xem nền đất tại mỗi điểm của công trình có chiều dày và cấu tạo như mặt cắt địa chất điển hình

- Căn cứ vào kết quả khảo sát hiện trường và kết quả thí nghiệm trong phòng, địa tầng tại công trường có thể chia thành các lớp đất chính sau:

+ Lớp 1(lớp đất san lấp + lớp đất 1): Đất sét – sét lẫn TV, trạng thái dẻo mềm Nằm từ mặt đất tự nhiên +0.000 đến -3.500m

+ Lớp 2: Đất sét – sét lẫn sạn sỏi Laterit, trạng thái dẻo cứng - dẻo mềm Tính từ -3.500 đến -7.200

+ Lớp 3: Sét pha màu nâu vàng, trạng thái dẻo cứng - dẻo mềm Tính từ -7.200 đến -

+ Lớp 3a: Sét màu xám trắng, trạng thái dẻo cứng Tính từ -10.600 đến -14.500

+ Lớp 4: Cát pha màu nâu vàng - xám trắng Tính từ -14.500 đến -19.400

+ Lớp 5: Sét pha, sét kẹp cát , màu nâu vàng, trạng thái dẻo cứng Tính từ -19.400 đến -

+ Lớp 6: Cát pha màu nâu hồng- nâu vàng -xám trắng Tính từ -25.000 đến -50.000

- Theo TCVN 9362-2012 được gọi là một lớp địa chất công trình khi tập hợp các giá trị có đặc trưng cơ lý của nó phải có hệ số biến động  đủ nhỏ Vì vậy ta phải loại trừ những mẫu có số liệu chênh lệch với giá trị trung bình lớn cho một đơn nguyên địa chất

→Vậy thống kê địa chất là một việc làm hết sức quan trọng trong tính toán nền móng.

Xét ảnh hưởng của mực nước ngầm

- Nước ngầm ở khu vực qua khảo sát nhận dao động tuỳ theo mùa Mực nước tĩnh dựa vào hồ sơ địa chất công trình nằm ở độ sâu -1.4(m) so với mặt đất tự nhiên Khi thi công đài móng ở

SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV: 19149303 99 độ sâu -2.5(m) so với mặt đất tự nhiên thì nước ngầm ảnh hưởng lớn đến công trình, cần phải đưa ra các biện pháp khắc phục như: hút nước lộ thiên, giếng thấm, kim lọc, giếng bơm

Kết quả thống kê địa chất

Bảng 7.1: Kết quả thống kê địa chất

Bảng thống kê địa chất

Số liệu thống kê y(kN/m3) ydn(kN/m3) IL IP W(%) c(kpa)  Hệ số rỗng theo cấp lực e-p Hệ số nén lún

Hệ số rỗng tự nhiên

Lựa chọn giải pháp móng cho công trình

Phân tích lựa chọn

- Khi lựa chọn móng, sinh viên lựa chọn phương án móng dựa theo các chỉ tiêu sau:

+ Điều kiện khả thi (điều kiện thi công)

+ Điều kiện kĩ thuật (dựa theo sức chịu tải của cọc)

+ Điều kiện kinh tế (chi phí thi công, sản xuất, …)

- Nhận thấy cùng tiết diện cọc và chiều sâu mũi cọc, sinh viên có thể tiến hành so sánh với 3 tiêu chí trên

- Dựa vào 3 tiêu chí trên, sinh viên có thể lựa chọn phương án móng cho phù hợp và tối ưu cho

- Cọc bê tông ly tâm ứng suất trước đã xuất hiện ở Việt Nam một số năm gần đây và đã được các kỹ sư đưa vào thiết kế nền móng cho công trình

- Cọc được chế tạo dựa trên công nghệ cáp ứng lực trước căng trước và công nghệ quay ly tâm kết hợp với phụ gia để bê tông có thể đạt cường độ 80 MPa, bảo dưỡng bằng hơi nước nên có thể rút ngắn thời gian bảo dưỡng và đảm bảo cường độ của bê tông

- Cọc dạng ống có đường kính phổ biến từ 300 – 800 Chiều dài cọc có thể lên đến 20m Có thể thi công bằng phương pháp ép hoặc đóng Dùng chung máy ép, hoặc đóng cọc vuông, khi ép chỉ cần thay thế má ép cọc vuông bằng má ép cọc tròn Cọc bê tông ly tâm ứng suất trước là loại cọc có khá nhiều ưu điểm nên rất thông dụng trong lĩnh vực xây dựng như:

+ Cọc ly tâm tiết kiệm vật liệu

+ Sức chịu tải cọc lớn

+ Trọng lượng bản thân nhẹ hơn cọc thường

+ Khả năng chống nứt cao

- Bên cạnh nhưng ưu ưu điểm trên thì cũng có những nhược điểm như:

+ Bị hạn chế về chiều sâu chôn cọc

+ Đường kính cọc không quá lớn

+ Khi gặp địa chất dày và cứng sử dụng không được tối ưu

- Cọc khoan nhồi là loại cọc đươc đúc bê tông tại chỗ vào trong lỗ trống được đào hoặc khoan trong đất, tiết diện ngang thường là tròn Cọc khoan nhồi có thể không có cốt thép chịu lực khi các tải trọng công trình chỉ gây ra ứng suất nén trong thân cọc.Trong trường hợp cần cốt thép chịu moment do tải trọng ngang hoặc chịu tải nén cùng với bê tông, thực tế hiện nay cốt thép thường không cắt mà kéo dài suốt chiều dài cọc

- Là phương pháp cũng được sử dụng nhiều ở hiện nay với các ưu điểm như:

+ Khi thi công không gây ảnh hưởng chấn động và môi trường xung quanh

+ Sức chịu tải của cọc rất lớn nếu ta dùng đường kính lớn và độ sâu cọc không hạn chế + Lượng thép trong cọc khoan nhồi ít, chủ yếu để chịu tải trọng ngang

+ Có khả năng thi công cọc khi qua các lớp đất cứng nằm xen kẽ

+ Độ sâu mũi cọc lớn

+ Thi công trực tiếp tại công trình

+ Có tính khả thi cao…

Kết luận: Từ các chỉ tiêu so sánh như chỉ tiêu kết cấu, chi phí vật liệu làm móng, điều kiện thi công cho thấy cọc ép ly tâm ứng suất trước có chỉ tiêu kết cấu, tính kinh tế cao hơn các phương án móng cọc khoan nhồi Tuy nhiên tính khả thi về điều kiện thi công lại không cao Trong thực tế phải tiến hành nén tĩnh thử nghiệm để kiểm tra, so sánh sức chịu tải cho phương án cọc Nên ta chọn phương án cọc khoan nhồi vì thi công trực tiếp tại công trình, chịu được tải trọng công trình lớn, địa chất lớp đất 4 và 6 là lớp cát pha dày Nên sử dụng cọc khoan nhồi mang tính khả thi cao đối với công trình này

Cơ sở tính toán

Tiêu chuẩn áp dụng

TCVN 5574-2018: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuân thiết kế

TCVN 9362-2012: Thiết kế nền nhà và công trình

TCVN 10304-2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

TCXD 195 – 1997; Nhà cao tầng – Thiết kế móng cọc

TCVN 9386-2012: Thiết kế công trình chịu động đất.

Vật liệu

- Cường độ chịu nén tính toán: R b = 17 Mpa ( )

- Cường độ chịu kéo tính toán: R bt = 1.15 Mpa ( )

- Module đàn hồi của vật liệu: E b = 32.5 10  3 ( Mpa )

- Hệ số làm việc của bê tông:

+ Đối với cấu kiện dầm, sàn thì hệ số làm việc lấy:  = b 1

+ Đối với cấu kiện cột, vách, lõi thì hệ số làm việc lấy:  = b 0.85

Cấu tạo cọc và đài cọc

Thông số đầu vào cọc khoan nhồi

Bảng 7.2: Thông số đầu vào cọc khoan nhồi

Hình dạng cọc Cọc tròn Đường kính cọc 800 (mm)

Diện tích tiết diện ngang mũi cọc A b = 0.502 m ( ) 2

Chu vi tiết diện cọc u = 2.51 m ( )

Chiều sâu mũi cọc so với MĐTN cao độ ±0.000 -38.0 (m)

Chọn chiều cao đài cọc móng thường

Chọn chiều cao đài cọc móng lõi thang

( ) h d = 2.0 m Cao trình đáy đài so với MĐTN cao độ ±0.000, Df -2.5 (m)

Mũi cọc nằm ở lớp đất số 6

Xác định sức chịu tải của cọc

- Theo mục 12.4 TCVN 10304:2014, khi có động đất thì không xét sức kháng của đất trên thân cọc đến độ sâu hd, được xác định theo công thức sau và không lớn hơn 3/α  :

✓ a 1 , a 2 , a 3 : Hệ số không thứ nguyên lấy tương ứng bằng 1.2, 1.2 và 0 khi ngàm cứng đầu cọc vào đài thấp

✓ H, M: Giá trị tính toán tương ứng của lực ngang và momen uốn tác dụng lên cọc tại cao trình mặt đất tính với tổ hợp tải trọng đặc biệt có xét đến động đất

✓ α  : Hệ số biến dạng, xác định theo chỉ dẫn ở Phụ lục A

✓ bp: Chiều rộng tính đổi cọc, b =d+1 p đối với cọc có đường kính0.8m

✓ γ I : là dung trọng tính toán của đất, xác định trong đất bão hoà nước, có kể đến lực đẩy nổi của nước:

✓ φ I : là góc ma sát trong của đất:

✓ c I : là lực dính đơn vị của đất:

- Độ sâu cọc không làm việc khi có động đất:

→Từ độ sâu đáy đài tính thêm 1 đoạn h d =7.7( )m , ma sát thành cọc trong đoạn hd không làm việc(fi=0)

7.6.1.1 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ vật liệu

- Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ vật liệu được xác định như sau:

+  cb : hệ số điều kiện làm việc, xác định theo mục 7.1.9 TCVN 10304:2014, lấy  = cb 0.85

+  ' cb : hệ số điều kiện thi công, xác định theo mục 7.1.9 TCVN 10304:2014, lấy  = cb 0.7

- Theo mục 7.1.8 TCVN 10304:2014, Đối với mọi loại cọc, khi tính toán theo cường độ vật liệu, cho phép xem cọc như một thanh ngàm cứng trong đất tại tiết diện nằm cách đáy đài một khoảng L1 xác định theo công thức:

+ L : chiều dài đoạn cọc kể từ đáy đài cao tới cao độ san nền, lấy 0 L 0 =0

+   : hệ số biến dạng, xác định theo chỉ dẫn A.4 Phụ lục A TCVN 10304:2014

+ k: hệ số tỉ lệ, lấy theo bảng A.1, lấy k 10000 kN / m= ( 4 )

+ E: Mô đun đàn hồi của bê tông làm cọc, E = 32500000 kPa ( )

+ I: Mô men quán tính của tiết diện ngang cọc: I D 4 0.8 4 0.02 m ( ) 4

+  c : hệ số điều kiện làm việc, lấy theo mục A.2 phụ lục A, TCVN 10304:2014, lấy  = c 3

+ b p : chiều rộng quy ước của cọc, D = 800 mm ( ) theo mục A.4 phụ lục A, TCVN 10304:2014

= + = + Suy ra, hệ số biến dạng: 5 p 5 c k b 10000 1.8

Suy ra, chiều dài tính toán của cọc: 1 0 ( )

Suy ra, hệ số uốn dọc:  =1

Bảng 7.3: Số liệu tính toán sức chịu tải theo cường độ vật liệu

Hệ số điều kiện làm việc  cb 0.85

Hệ số điều kiện thi công  ' cb 0.7

Số thanh cốt thộp dọc trong cọc 20ỉ18

Diện tích của toàn bộ cốt thép dọc trong cọc: A mm s ( 2 ) 5089

Diện tích tiết diện ngang phần bê tông cọc: A b ( mm 2 ) 497310

→Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ vật liệu:

( ' ) 3 c,uVL cb cb b b sc s c,uVL

→ 7.6.1.2 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền

Mục 7.2.3 TCVN 10304:2014, quy định như sau:

+  c : hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy bằng  = c 1

+  cq : hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi, lấy bằng  = cq 1

+  cf : hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc, lấy bằng  = cf 0.8

+ q b : cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, tính theo mục 7.2.3.1 TCVN 10304:2014

+ f i : cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ “i” trên thân cọc, lấy theo bảng 3

❖ Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc q b

Mũi cọc được đặt vào lớp đất số 6(cát pha), cường độ sức kháng mũi cọc được xác định theo công thức như sau: q b = 0.75      +      4 ( 1 ' I d 2 3 I h )

+     1 , 2 , 3 , 4 : các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào trị số góc ma sát trong tính toán  I của nền đất và được lấy theo Bảng 6, nhân với hệ số chiết giảm 0.9

+  ' I : dung trọng tính toán của nền đất dưới mũi cọc (có xét đến tác dụng đẩy nổi trong đất bão hoà nước)

+  I : dung trọng tính toán trung bình (tính theo các lớp) của đất nằm trên mũi cọc (có xét đến tác động đẩy nổi trong đất bão hoà nước)

Bảng 7.4: Số liệu tính sức kháng của đất dưới mũi cọc khoan nhồi

Góc ma sát trong tính toán của nền đất  I 24.25

→Cường độ sức kháng mũi cọc:

→ ❖ Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ “i”: f i

Bảng 7.5: Tính sức kháng trung bình của các đất

→Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền:

7.6.1.3 Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền

Theo mục G.2 TCVN 10304:2014, quy định tính toán như sau: R c,u 2 =  +  q b A b u  f l i  i

❖ Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc: q b =  ( c N ' c + q '  ,p  N ' q )

- Lớp đất dưới mũi cọc: Đất rời c = 0

- Ứng suất hữu hiệu theo phương đứng do đất nền gây ra tại cao trình mũi cọc:

- N ' q : hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc, lấy theo bảng G.1 TCVN 10304:2014, trạng thái đất chặt vừa lấy N ' q = 60

❖ Cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc trong lớp đất thứ “i”

- Đối với đất dính cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc trong lớp đất thứ “i” i u ,i f =   c + c u ,i : cường độ sức kháng không thoát nước của lớp đất dính thứ “i”, c u ,i = 6.25 N  SPT

+ : hệ số phụ thuộc vào đặc điểm lớp đất nằm trên lớp dính, loại cọc và phương pháp hạ cọc, cố kết của đấy trong quá trình thi công, tra hình G.1 TCVN 10304:2014

- Cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc trong lớp đất rời thứ “i”: f i = k i   ' v,Z  tan ( )  i

+ k i : hệ số tra bảng G.1 TCVN 10304:2014

+  ' v,Z : ứng suất pháp hiệu quả theo phương đứng trung bình trong lớp đất thứ “i”

+  i : Góc ma sát trong của lớp đất thứ “i”

Bảng 7.6: Thông số tính chỉ tiêu cường độ đất nền

(kN/m 2 ) (m) (m) (kN/m 2 ) (kN/m 2 ) (kN/m) Đất dính 12 75.0 0.67 1.9 13.55 134.6 50.25 95.48

→Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền:

7.6.1.4 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu xuyên tiêu chuẩn SPT công thức Nhật Bản

Theo mục G.3.2 TCVN 10304:2014, tính toán như sau: c,u 3 b b c,i c,i s,i s,i

- q b : Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, mũi cọc nằm trong lớp đất rời

- A b - diện tích tiết diện ngang mũi cọc, A b = 0.502(m ) 2

- u - chu vi tiết diện cọc, u=2.51(m)

- f i : Cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc nằm trong lớp đất thứ “i”

+ cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ “i”: f s,i 10 N SPT

+ cường độ sức kháng trên đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ “i”: f c,i =    p f L c u ,i

+  p : hệ số điều chỉnh, tra hình G.2a

+ f L : đối với cọc khoan nhồi, f L =1

Bảng 7.7: Thông số tính chỉ tiêu xuyên tiêu chuẩn SPT theo công thức Nhật Bản

→Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu SPT:

7.6.1.5 Giá trị sức chịu tải của cọc khoan nhồi

Bảng 7.8: Tổng hợp kết quả tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi

Phương pháp xác định R c,u ( ) kN

Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền 4565.04

Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền 12314

Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu xuyên tiêu chuẩn SPT công thức Nhật Bản 8441.7

Sức chịu tải nhỏ nhất của cọc khoan nhồi tính theo các chỉ tiêu R min c,u 4565.04

→Sức chịu tải cho phép của cọc:

Sức chịu tải thiết kế của cọc khoan nhồi D800

Theo mục 7.1.11, TCVN 10304:2012 đối với cọc chịu nén, sức chịu tải thiết kế của cọc được tính như sau:

+  0 : hệ số điều kiện làm việc, lấy  = 0 1.15 khi trong móng có nhiều cọc, lấy bằng  = 0 1 đối với cọc đơn

+  n : hệ số tin cậy liên quan về tầm quan trọng của công trình, lấy  = n 1.15 đối với công trình cấp

+ R c,k : giá trị tính toán sức chịu tải nhỏ nhất trong các giá trị tính toán theo các chỉ tiêu

+  k : hệ số tin cậy, xác định theo mục 7.1.11 TCVN 10304:2014

Bảng 7.9: Sức chịu tải thiết kế của cọc ứng với số lượng cọc trong đài móng

Số lượng cọc trong móng k R c,k (kN) R c,d (kN)

Móng có ít nhất 21 cọc 1.4

Sơ bộ số lượng cọc

Cơ sở tính toán

- Số lượng cọc được xác định theo công thức sơ bộ: tc c,d n (1 1.4) N

+ n- Số cọc trong đài móng

+ k=1.4 là hệ số xét đến ảnh hưởng của momen

+ Ntc- Tải trọng tiêu chuẩn truyền xuống móng

+ Rc,d- Giá trị sức chịu tải thiết kế cọc đơn

- Bố trí cọc theo các nguyên tắc sau (mục 8.13, TCVN 10304-2014):

+ Khoảng cách giữa 2 tim cọc: 3d - 6d

+ Khoảng cách giữa hai mép cọc khoan nhồi tối thiểu bằng 1(m)

+ Bố trí cọc sao cho tim cột trùng với trọng tâm nhóm cọc.

Tính toán số lượng cọc

Bảng 7.10: Bảng tổng hợp sơ bộ tiết diện cọc

STT Tên đài móng N (kN) max Số lượng cọc n= 1.4 Chọn

Mặt bằng tổng thể móng

Mặt bằng định vị cọc

Xác định độ cứng cọc đơn

Mục 7.4.2, TCVN 10304-2014, độ lún của cọc đơn không mở rộng mũi:

N = 2785.9 (kN) – tải trọng thẳng đứng lớn nhất tác dụng lên cọc lấy bằng R c,d β là hệ số được xác định theo mục 7.4.2 TCVN 10304:2014:

+ ' = 0.17 ln( k G l G d n 1 / 2 ) là hệ số tương ứng cọc tuyệt đối + ' = 0.17 ln( k l d n / ) là hệ số tương ứng cọc tuyệt đối đối với nền đồng nhất

+ χ là độ cứng tương đối của cọc, 2

 =  + EA là độ cứng thân cọc chịu nén

+ k n - là hệ số được xác định theo công thức k n = 2.82 − 3.78 v + 2.18 v 2

+ G1 và 1 là các đặc trưng được lấy trung bình đối với toàn bộ các lớp đất thuộc phạm vi chiều sâu hạ cọc

+ G2 và 2 được lấy trong phạm vi bằng 0,5l, từ độ sâu l đến độ sâu 1,5l kể từ đỉnh cọc với điều kiện đất dưới mũi cọc không phải là than bùn, bùn hay đất ở trạng thái chảy

+ Cho phép lấy mô đun trượt G = E0/2(1+n) bằng 0,4E0, còn hệ số kn bằng 2,0 (trong đó E0 là mô đun biến dạng của đất)

Theo phụ lục A, TCVN 4200:2012, môđun biến dạng của đất được xác định: 1 e 0 k

+e 0 là hệ số rỗng của đất

+ phụ thuộc vào hệ số biến dạng ngang và được lấy theo từng loại đất

+là hệ số nén lún

+ mk là hệ số chuyên đôi modun biến dạng được lấy theo bang nội suy dựa vào hệ số rỗng e 0 ( Phụ lục A, TCVN 4200:2012)

Bảng 7.11: Bảng tổng hợp số liệu tính toán v và G1-G2

Lớp đất Dày(m) a e mk β E0 G hệ số posson v1 v2 v Đoạn cọc nằm trong đất Đoạn 0.5L dưới mũi cọc G1 G2 li G1li li G2li

- Dựa vào bảng tổng hợp số liệu tính toán trên, ta có:

Bảng 7.12: Bảng tổng hợp số liệu tính toán độ lún cọc đơn

Các trị số Kết quả

Hệ số k n 1.202 Độ cứng tương đối cọc χ 1.261 Độ cứng thân cọc chịu nén EA (kN) 16336281.8

- Độ lún cọc đơn không mở rộng mũ:

= S = SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV: 19149303 116

Thiết kế móng cọc khoan nhồi M5

Tính toán thiết kế móng cọc khoan nhồi M5

Nội lực tính móng M5

Bảng 7.13: Bảng nội lực tính toán móng

Móng Tổ hợp tính toán Trường hợp Ntt,max

Kiểm tra phản lực đầu cọc

Phản lực đầu cọc móng M5

 =   →Thỏa điều kiện phản lực đầu cọc.

Kiểm tra ổn định nền và độ lún của móng cọc

7.9.4.1 Xác định khối móng quy ước

- Góc ma sát trung bình của lớp đất mà cọc xuyên qua kích thước móng khối qui ước:

- Tiết diện khối móng quy ước:

- Tiết diện khối móng quy ước L mqu B mqu =8.66 8.66( ) m

→ Vậy diện tích khối móng quy ước: F =L mqu B mqu u(m 2 )

7.9.4.2 Kiểm tra điều kiện ổn định của nền dưới khối móng quy ước

- Sức chịu tải tiêu chuẩn của nền đất tại đáy của khối móng quy ước (Theo TCVN 9362:2012):

II II II II tc

+ Dung trọng của đất dưới đáy móng:  II = 10.97( kN m / 3 )

+ Dụng trọng của đất trên đáy móng:

- Sức chịu tải tiêu chuẩn của nền đất tại đáy của khối móng quy ước:

II II II II tc tc tc

→ Bảng 7.14: Bảng nội lực tiêu chuẩn tính móng

Móng Tổ hợp tính toán

- Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước: max min W W tc tc tc qu x y qu y x

= = +  N qu tc là tổng lực tác dụng theo phương thẳng đứng lên đáy móng khối móng quy ước, bao gồm lực nén từ công trình, trọng lực đài, trọng lượng cọc và trọng lượng phần đất phần đất nằm trong khối móng quy ước

- Lực nén từ công trình: N tc 961.03(kN)

- Trọng lượng đài: W d =V d  BTCT =  4 4 1.5 25 `0(kN)

- Trọng lượng bản thân nằm trong khối móng qui ước do mực nước ngầm -1.4m nên ta tính toán lớp đất trên mực nước ngầm bằng  và dưới mực nược ngầm bằng  ' :

+ Trọng lượng lớp đất 1 trên mực nước ngầm và trên mặt đáy đài (MNN -1.4m):

=   −   − +  + Trọng lượng lớp đất 1 trên mặt đáy đài:

W 75 1.1 9.3 4 4 ( 1.4 2.5) 9.3 603.57( ) tr tr qu d MNN f tr

=   −   − +  + Trọng lượng lớp đất 1 dưới mặt đáy đài:

=   −     SVTH: Đỗ Đăng Phong MSSV: 19149303 119

=   −     - Tổng trọng lượng phần đất nằm trong khối móng quy ước:

36151.84( ) tc tr d qu d c a tc qu

- Kiểm tra điều kiện áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước:

Bảng 7.15: Bảng kiểm tra điều kiện áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước ĐÀI

NỘI LỰC TIÊU CHUẨN GIÁ TRỊ KIỂM TRA

N M x M y Q x Q y P tc max P tc min P tb

(kN) (kN.m) (kN.m) (kN) (kN) (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2)

Q y 2878.7 118.39 19.72 0.54 13.64 473.71 461.47 467.59 OK 7.9.4.3 Kiểm tra điều kiện tính lún của móng Áp dụng phương pháp tổng phân tố để tính lún:

- Chọn chiều dày mỗi phân tố: h i =2m, chia lớp đất dưới mũi cọc (lớp 6) thành các lớp phân tố dày 2m

- Vị trí ngừng tính lún:  bt  5. gl

- Ta tính lún theo phương pháp cộng lún từng phân tố:

- Ứng suất bản thân tại đáy móng:

- Ứng suất gây lún tại đáy móng:  gl = P tb tc − bt = 482.02 − 411.26 = 70.76( kN m / 2 )

Vậy ta thấy:  bt A1.26(kN m/ 2 )5 gl = 5 77.33 353.82(= kN m/ 2 )→ nên không cần tính lún cho móng M5

7.9.4.4 Kiểm tra xuyên thủng đài cọc

Bảng 7.16: Bảng nội lực tính toán xuyên thủng

Móng Tổ hợp tính toán Trường hợp Ntt,max

F =  = k P = kN , với k là số cọc nằm ngoài tháp xuyên thủng

+ Với d là khoảng cách từ mép cọc đang xét đến mép cột/vách: dx=0.625m ; dy=0.49m

- Moment chống xuyên thủng theo phương X:

= +  + +  - Moment chống xuyên thủng theo phương X:

= +  + +  - Điều kiện chống xuyên thủng:

Vậy thỏa điều kiện xuyên thủng

7.9.4.5 Kiểm tra khả năng chịu cắt của đài móng

- Tổng phản lực cắt lớn nhất qa mặt cắt:

- Khả năng chịu cắt của đài bê tông móng:

= =      + Với a=1.29(m) là khoảng cách từ mặt cắt đang xét đến mép vách

- Tổng phản lực cắt lớn nhất qa mặt cắt:

- Khả năng chịu cắt của đài bê tông móng:

= =      + Với a=1.29(m) là khoảng cách từ mặt cắt đang xét đến mép vách

Vậy Q max Q b (theo 2 phương)→Thỏa điều kiện chịu cắt đài móng.

Tính toán cốt thép đài móng

Momen móng M5 theo dãy Strip 1m

- Diện tích tính cốt thép: s b o s ξR bh

 =  =  = =  - Tính toán cốt thép theo dải Strips vẽ trên mô hình, ta xuất kết quả tính toán dãy Strip 1m đi qua vách theo phương X và phương Y để bố trí thép cho đài móng

Bảng 7.17: Bảng tính thép đài móng theo 2 phương

Tính toán móng lõi thang

Tính toán thiết kế móng cọc khoan nhồi M9(móng lõi thang)

Mặt bằng móng M9(móng lõi thang)

Nội lực tính móng M9

Bảng 7.18: Bảng nội lực tính toán móng

Kiểm tra phản lực đầu cọc

Phản lực đầu cọc móng M9

 =   →Thỏa điều kiện phản lực đầu cọc.

Kiểm tra ổn định nền và độ lún của móng cọc

7.10.4.1 Xác định khối móng quy ước

- Góc ma sát trung bình của lớp đất mà cọc xuyên qua kích thước móng khối qui ước:

- Tiết diện khối móng quy ước:

- Tiết diện khối móng quy ước: L mqu  B mqu = 18.26 13.45( )  m

→ Vậy diện tích khối móng quy ước: F = L mqu  B mqu = 245.78( m 2 )

7.10.4.2 Kiểm tra điều kiện ổn định của nền dưới khối móng quy ước

- Sức chịu tải tiêu chuẩn của nền đất tại đáy của khối móng quy ước (Theo TCVN 9362:2012):

+ Dung trọng của đất dưới đáy móng:  II = 10.97( kN m / 3 )

+ Dụng trọng của đất trên đáy móng:

- Sức chịu tải tiêu chuẩn của nền đất tại đáy của khối móng quy ước:

II II II II tc tc tc

→ Bảng 7.19: Bảng nội lực tiêu chuẩn tính móng

- Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước: max min W W tc tc tc qu x y qu y x

= = +  N qu tc là tổng lực tác dụng theo phương thẳng đứng lên đáy móng khối móng quy ước, bao gồm lực nén từ công trình, trọng lực đài, trọng lượng cọc và trọng lượng phần đất phần đất nằm trong khối móng quy ước

- Lực nén từ công trình: N tc C440.71(kN)

- Trọng lượng đài: W d =V d  BTCT =8.8 13.6 2 25   Y84(kN)

- Trọng lượng bản thân nằm trong khối móng qui ước do mực nước ngầm -1.4m nên ta tính toán lớp đất trên mực nước ngầm bằng  và dưới mực nược ngầm bằng  ' :

+ Trọng lượng lớp đất 1 trên mực nước ngầm và trên mặt đáy đài (MNN -1.4m):

=   −   − +  + Trọng lượng lớp đất 1 trên mặt đáy đài:

W 254.78 0.6 9.3 8.8 13.6 ( 1.4 2.5) 9.3 1290( ) tr tr qu d MNN f tr

=   −   − +  + Trọng lượng lớp đất 1 dưới mặt đáy đài:

=   −     - Tổng trọng lượng phần đất nằm trong khối móng quy ước:

154559.82( ) tc tr d qu d c a tc qu

- Kiểm tra điều kiện áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước:

Bảng 7.20: Bảng kiểm tra điều kiện áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước ĐÀI

NỘI LỰC TIÊU CHUẨN GIÁ TRỊ KIỂM TRA KT

N M x M y Q x Q y P tc max P tc min P tb

(kN) (kN.m) (kN.m) (kN) (kN) (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2)

7.10.4.3 Kiểm tra điều kiện tính lún của móng Áp dụng phương pháp tổng phân tố để tính lún:

- Chọn chiều dày mỗi phân tố: h i =2m, chia lớp đất dưới mũi cọc (lớp 6) thành các lớp phân tố dày 2m

- Vị trí ngừng tính lún:  bt  5. gl

- Ta tính lún theo phương pháp cộng lún từng phân tố:

- Ứng suất bản thân tại đáy móng:

- Ứng suất gây lún tại đáy móng:  gl =P tb tc − bt b8.85 411.26 180.67(− = kN m/ 2 )

Bảng 7.21: Bảng mối quan hệ giữa e-p Áp lực p(kPa) 0 50 100 200 400

H ệ số rỗ n g Áp lực nén (kN/m2)

Bảng 7.22: Bảng tính lún cho khối móng quy ước M9

(kN/m2) σbt (kN/m2) σbt/σgl p1

- Tại độ sâu zm, ta có bt 5.4 bt 5 gl gl

- Tổng độ lún S=6.1(cm) < 8(cm)→Thỏa điều kiện lún

Bảng 7.23: Bảng nội lực tính toán xuyên thủng

Xuyên thũng móng lõi thang

F =  = k P = kN , với k là số cọc nằm ngoài tháp xuyên thủng

+ Với d là khoảng cách từ mép cọc đang xét đến mép cột/vách: dx=0.85m; dy=0.88m

- Moment chống xuyên thủng theo phương X:

= +  + +  - Moment chống xuyên thủng theo phương X:

= +  + +  - Điều kiện chống xuyên thủng:

Vậy thỏa điều kiện xuyên thủng

Tính toán cốt thép đài móng lõi thang

- Diện tích tính cốt thép: b o s s ξR bh

- →Tính toán cốt thép theo dải Strips vẽ trên mô hình, ta xuất kết quả tính toán dãy Strip

1m theo phương X và phương Y để bố trí thép cho đài móng

Bảng 7.24: Bảng tính thép đài móng theo 2 phương

Phương án lựa chọn cốp pha

Yêu câu kĩ thuật

- Ván khuôn cần được đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

- Ván khuôn không được cong vênh

- Ván khuôn phải cứng chắc, không bị biến dạng khi tiếp xúc với lớp bê tông mới đổ, tải trọng người và thiết bị thi công

- Đảm bảo đúng hình dạng, kích thước bê tông theo thiết kế

- Đảm bảo lắp ghép, tháo dỡ dễ dàng

- Ván khuôn phải kín đảm bảo nước xi măng không bị chảy ra ngoài

Lựa chọn cốp pha

- Ta sử dụng cốp pha ván ép phủ phim Tekcom cho công trình này là hợp lý Vì thi công liên tục nhau nên ván khuôn dùng phải có số lần luân chuyển cao để giảm giá thành cũng như giảm chi phí kho bảo quản ván khuôn Thời gian thi công công tác này ảnh hưởng rất nhiều đến tiến độ thi công, vì thế ván khuôn phải có tính chất định hình Do vậy việc sử dụng ván khuôn gỗ ép làm cốp pha cho công trình sẽ đáp ứng được các yêu cầu trên

- Thông số ván phủ phim Tekcom:

Bảng 8.1: Thông số ván phủ phim Tekom

Keo chịu nước 100% WBP – Phenolic

Gỗ thông loại AA Bạch đàn/ Bạch dương loại A

Loại phim Dynee, màu nâu Định lượng phim  130 g/m 2

Thời gian đun sôi không tách lớp  15 giờ

Tỷ trọng  800 kg/m 3 Độ ẩm  12%

Modun đàn hồi E Dọc thớ: 6.5 10 ( 6 kN m/ 2 )

Cường độ uốn Dọc thớ: 2.6 10 ( 4 kN m/ 2 )

Lực ép ruột ván 120 tấn/m 2

Số lần tái sử dụng 7-15 lần o Module đàn hồi: E = 5500 (MPa) o Cường độ chịu uốn: [σ] = 18 (MPa)

- Sườn đứng và cây chống sử dụng cùng loại thép hộp có tiết diện 50 50 1.8  (mm) của công ty Thép Hòa Phát được sản xuất theo tiêu chuẩn ASTM A500 Steel-07

Bảng 8.2: Thông số thép hộp Hòa Phát

- Áp dụng TCVN 4453:1995 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối – Quy phạm thi công và nghiệm thu

Số liệu để thiết kế cốp pha đà giáo cho các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối

- A.1 Khi thiết kế cốp pha đà giáo phải tính toán với các trị số tải trọng tiêu chuẩn sau đây: A.1.1 Tải trọng thẳng đứng:

- a) Khối lượng thể thức của cốp pha đà giáo xác định theo bản vẽ thiết kế Khối lượng thể tích của gỗ khô phân loại theo TCVN 1072 : 1971 như sau:

- - Nhóm III từ 600kg/m 3 đến 730kg/m 3

- - Nhóm IV từ 550kg/m 3 đến 610kg/m 3

- - Nhóm V từ 500kg/m 3 đến 540kg/m 2

- - Nhóm VI từ 490kg/m 3 trở xuống

- b) Khối lượng đơn vị thể tích của bê tông nặng thông thường tính bằng 2500kg/m 3

- - Đi với các loại bê tông khác tính theo khối lượng thực tế

- c) Khối lượng của cốt thép, lấy theo thiết kế, trường hợp không có khối lượng cụ thể thì lấy 100kg/m 3 bê tông cốt thép;

- d) Tải trọng do người và dụng cụ thi công:

- - Khi tính toán cốp pha sàn và vòm thì lấy 250daN/m 2

- - Khi tính toán các nẹp gia cường mặt cốp pha lấy 150daN/m 2 ;

- - Khi tính toán cột chống đỡ các kết cấu lấy 100daN/m 2

1 Mặt cốp pha sàn và dầm phải được kiểm tra lại với tải trọng tập trung do người và dụng cụ thi công là 130daN do xe cải tiến chở đầy bê tông là 350daN;

2 Nếu chiều rộng của các kết cấu cốp pha ghép lại với nhau nhỏ hơn 15mm thì lực tập trung nói trên được phân đều cho hai tầm kề nhau e- Tải trọng do đầm rung lấy bằng 200daN/m 2 A.1.2 Tải trọng ngang a) Tải trọng gió lấy theo TCVN 2336: 1990 đối với thi công lấy 50% tải trọng gió tiêu chuẩn b) áp lực ngang của bê tông mới đổ vào cốp pha xác định theo bảng A.1 c) Tải trọng do chấn động phát sinh khi đổ bê tông vào cốp pha của kết cấu xác định theo bảng A.2

Bảng A.1 – áp lực ngang của hỗn hợp bê tông mới đổ

Phương pháp đầm Công thức tính toán áp lực ngang tối đa, daN/m 2

Giới hạn sử dụng công thức

V ≥ 4,5 khi H ≤ 2m Các ký hiệu trong bảng này:

P – áp lực ngang tối đa của hỗn hợp bê tông tính bằng daN/m 2 ;

- khối lượng thể tích của hỗn hợp bê tông đã đầm chặt tính bằng daN/m 3 ;

H - chiều cào mỗi lớp hỗn hợp bê tông tính bằng m; V - tốc độ đổ hỗn hợp bê tông tính bằng m/h;

Bảng A.2 - Tải trọng động khi đổ bê tông vào cốp pha

Biện pháp đổ bê tông Tải trọng ngang, tác dụng vào cốp pha (daN/m 2 ) Đổ bằng máy và ống vòi voi hoặc đổ trực tiếp bằng đường ống từ máy bê tông Đổ trực tiếp từ các thùng có:

- Khi xét đến tải trọng tạm thời của các tải trọng hữu ích và tải trọng gió, tất cả các tải trọng trong tính toán (trừ tải trọng bản thân) đều phải nhân với hệ số 0,9

- Khi tính toán các bộ phận của cốp pha đà giáo về mặt biến dạng, các tải trọng không được nhân với hệ số quá tải

- Đối với cốp pha của bề mặt lộ ra ngoài của kết cấu: 1/400 nhịp của bộ phận cốp pha (Cột, vai cột, dầm, sàn) (*)

- Đối với cốp pha của bề mặt bị che khuất các kết cấu: 1/250 nhịp của bộ phận cốp pha (Móng, cổ cột, đà kiềng) (**)

- Độ võng đàn hồi hoặc độ lún của gỗ chống cốp pha: 1/1000 nhịp tự do của kết cấu bê tông cốt thép tương ứng.

Tính toán cốp pha vách 300x1300mm

Tính toán ván khuôn vách

- Chiều dày ván khuôn: d = 18 mm

- Chọn tấm ván kích thước 1250x2500x18mm để tính toán

- Chiều cao vách cần đổ: 2.7 m

- Lực tác dụng lên thành ván khuôn bao gồm:

Bảng 8.3: Lực tác dụng lên thành ván khuôn

STT Loại tải trọng Hệ số vượt tải n

1 Áp lực ngang của bê tông 1.3 25  0 7 = 17 5 22.75

2 Chấn động khi đổ bê tông 1.3 4 5.2

Theo phụ lục A- Số liệu để thiết kế cốp pha đà giáo cho các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối, TCVN 4453 1995: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối:

- Lực phân bố lên ván trên mét dài là:

. 30 1 55 30 q tt =  - Xem các sườn đứng là các gối tựa ➔ Ván làm việc như dầm liên tục với nhịp là khoảng cách các sườn đứng 0.3 (m)

Sơ đồ tính ván khuôn vách P2

❖ Kiểm tra điều kiện bền

- Momen lớn nhất tại giữa nhịp:

2 tt max =  =  - Momen kháng uốn của ván:

Vậy σ = 5 (MPa)     = 18 (MPa) → Thỏa mãn điều kiện bền.

❖ Kiểm tra điều kiện độ võng

- Momen quán tính của ván:

(mm) 300 56 0 f max f Thỏa mãn điều kiện độ võng

Tính toán sườn đứng

- Chọn thép hộp Hòa Phát kích thước 50x50x1.8mm

- Lực phân bố lên 1 mét dài thanh sườn đứng:

. 9 0.3 55 0 3 q tt =  - Các gông cột là gối đỡ ➔ Sườn đứng làm việc như dầm liên tục với nhịp 0.5m

Sơ đồ tính sườn đứng vách P2

- Momen lớn nhất tại giữa nhịp:

2 tt max =  =  - Momen kháng uốn của thép hộp:

Vậy σ = 54 97 (MPa)     = 290 (MPa) → Thỏa mãn điều kiện bền.

- Momen quán tính của thép hộp:

(mm) 500 12 0 f max f Thỏa mãn điều kiện độ võng.

Tính toán gông vách

- Ta chọn sườn ngang (gông cột) là 2 thanh thép hộp 50x50x1.8mm

- Lực tập trung lên sườn ngang:

P tt =   - Xem các ty giằng là các gối ➔ Sườn ngang làm việc như dầm liên tục chịu tải tập trung với nhịp là 0.65m

Sơ đồ tính sườn ngang vách P2

- Để tiện cho việc tính toán ta quy các lực tập trung P thành lực phân bố đều trên sườn ngang

- Lực phân bố lên sườn ngang: tc tc

= = - Xem các ty góc là các gối ➔ Sườn ngang làm việc như dầm liên tục chịu tải phân bố với nhịp là 0.65m

Sơ đồ tính sườn ngang vách P2(dưới dạng phân bố đều)

= = - Momen kháng uốn của thép hộp:

= = −   Vậy σ = 66.93 (MPa)    = 290 (MPa) → Thỏa mãn điều kiện bền

- Momen quán tính của thép hộp:

=  = = →Thỏa mãn điều kiện độ võng.

Tính toán ty giằng

- Chọn ty giằng cú đường kớnh ỉ12

Sơ đồ tính ty giằng vách P2

- Lực tập trung tác dụng lên ty giằng:

P 30.55 0.65 0.5 9.93 (kN)=   ❖ Kiểm tra điều kiện bền

- Ứng suất pháp trong ty giằng:

= = −   Vậy σ 54.02 (MPa) =    = 290 (MPa) → Thỏa mãn điều kiện bền.

→Bố trớ 2 thanh chống xiờn ỉ49 cho mỗi vỏch tớnh từ đỏy vỏch lờn cao độ +2.500(m) và khụng cần tính toán cây chống xiên (< 5m)

Tính toán cốp pha sàn

Tính ván khuôn

Chọn ván ép phủ phim TEKCOM dày 1.8cm

Sơ đồ tính: Xem các sườn đứng là các gối tựa Ván làm việc như dầm liên tục với nhịp là khoảng cách các sườn ngang 0.5m

Sơ đồ tính ván khuôn sàn

+ Ván khuôn có bề rộng 0.4 cm, ván khuôn dày 1.8cm

+ Khoảng cách các sườn trên là 500mm

Bảng 8.4: Tải trọng tác dụng: Lực tác dụng lên ván khuôn

Phân loại Tên tải trọng Giá trị TC

(kN/m 2 ) Hệ số vượt tải n Giá trị TT

(Theo phụ lục A- Số liệu để thiết kế cốp pha đà giáo cho các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối,TCVN 4453 1995 : Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối)

Tải trọng phân bố tác dụng lên ván khuôn là:

→ Vậy cốp pha đã chọn thỏa điều kiện bền

Kiểm tra điều kiện độ võng

(Theo mục a-Cốp pha của bề mặt lộ ra ngoài của các kết cấu, phần A.3, phụ lục A, TCVN 4453:1995 về kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối)

→ Thoả điều kiện độ võng

Tính sườn trên

+ Coi các sườn dưới là những gối tựa, sườn trên làm việc như dầm liên tục, chịu tải phân bố do ván khuôn truyền lên

+ Chọn khoảng cách giữa các sườn dưới l=0.6 (m)

+ Chọn các cây thép hộp sườn trên có tiết diện: 50 50 1.8  (theo thép Hòa Phát)

Tải tiêu chuẩn Tải tính toán kN/m kN/m

9.987x0.5 = 5.0 12.7x0.5 = 6.35 Moment tĩnh W=4.18 10 − 6 m 3 và Moment quán tính I=1.346 10 − 7 m 4

Sơ đồ tính của sườn trên Moment lớn nhất tại giữa nhịp: tt 2 2 q l 6.35 0.6

=  Kiểm tra điều kiện độ bền:

→Thỏa điều kiện độ bền

[2] Kiểm tra điều kiện võng:

(Theo mục b-Cốp pha của bề mặt bị che khuất của các kết cấu, phần A.3, phụ lục A, TCVN

4453:1995 về kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối)

→Thỏa điều kiện độ võng

Tính sườn dưới

- Coi cột chống như các gối tựa, sườn dọc làm việc như một dầm đơn giản, chịu lực tập trung giữa dầm

- Chọn khoảng cách giữa các cột chống 1(m)

- Chọn tiết diện sườn dọc là thép hộp (50x50x1.8) mm

- Tải trọng tác dụng: (do sàn và trọng lượng bản thân sườn ngang)

5.0x0.6=3.0 6.35x0.6=3.81 Moment tĩnh W=4.18 10 − 6 m 3 và Moment quán tính I=1.346 10 − 7 m 4

Sơ đồ tính của sườn dưới Moment lớn nhất tại giữa nhịp: q ltt 3.8 1

=  Kiểm tra điều kiện độ bền:

→Thỏa điều kiện độ bền

[2] Kiểm tra điều kiện võng:

(Theo mục a-Cốp pha của bề mặt lộ ra ngoài của các kết cấu, phần A.3, phụ lục A, TCVN

4453:1995 về kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối)Thỏa điều kiện độ võng

→Thỏa điều kiện độ võng

Tính toán và lựa chọn thanh chống

- Cây chống đứng đỡ các sườn dưới Tải trọng truyền xuống coppha đáy sàn, coppha đáy sàn truyền xuống sườn trên và sườn trên truyền xuống sườn dưới

- Thiên về an toàn, lấy chiều dài cây chống đứng:

L = chiều cao tầng – bề dày sàn – chiều cao đà đỡ: L=3.3 0.15 0.1 3.05( )− − = m

- Dùng cây chống của Cty Hòa Phát, số hiệu K – 102 có các thông số:

Bảng 8.5: Bảng thông số vật liệu cây chống

Chiều cao ống trong (mm)

Chiều cao sử dụng Tải trọng

Tối thiểu (mm) Tối đa

Sơ đồ truyền tải lên thanh chống Phản lực gối tựa:

Coi thanh chống là gối tựa, một gối tựa phải chịu tổng tải trọng là:

Tính toán cốp pha dầm chính(300x600)

Tính ván khuôn thành dầm

Chọn ván ép phủ phim TEKCOM PolyCore EXTRA dày 1.8cm

Coi sườn ngang như các gối tựa, ván khuôn làm việc như một dầm liên tục

Chọn khoảng cách sườn ngang 0.3 (m)

Bảng 8.6: Lực tác dụng lên thành ván khuôn thành dầm

Loại tải trọng Ký hiệu Tải tiêu chuẩn n

Tải tính toán kN/m2 kN/m2

Tải trọng áp lực ngang bê tông p1 25x0.7 1.3 22.8

Chấn động khi đổ bê tông vào cốp pha p2 4.0 1.3 5.2

Tải trọng do đầm dùi p3 2.0 1.3 2.6

+ Tải trọng động do đổ bê tông vào ván khuôn (lượng đổ BT từ 0.2÷0.8m 3 ) :

+ Tải trọng ngang của vữa bêtông khi đầm bằng đầm rung: Pđ2 = 2 KN/m 2

+ Trọng lượng riêng của 1 m 3 bê tông:  = 25 KN/m 3

+ Bán kính dầm đùi khi đầm bê tông: H = 0.7 m

- Sơ đồ tính của ván khuôn thành dầm:

Sơ đồ tính ván khuôn Lực phân bố lên ván thành rộng theo 1m dài là :

Moment lớn nhất tại giữa nhịp :

Kiểm tra điều kiện bền:  

Kiểm tra võng của ván thành

→ Thỏa điều kiện độ võng

Tính sườn ngang cốp pha thành dầm

Coi sườn đứng như các gối tựa, sườn ngang chịu tải phân bố do ván khuôn truyền lên, làm việc như một dầm liên tục

Chọn khoảng cách giữa các sườn đứng 1 (m)

Chọn tiết diện sườn ngang là (50x50x1.8) mm

23.5x0.3 = 5.88 30.55x0.3 = 7.64 Moment tĩnh W=4.18 10 − 6 m 3 và Moment quán tính I=1.346 10 − 7 m 4

Sơ đồ tính sườn ngang Moment tính toán:

Vậy      điều kiện bền thỏa

Kiểm tra độ võng của sườn ngang

Vậy f    f điều kiện độ võng thỏa.

Tính sườn đứng cốp pha thành dầm

- Coi ty giằng như các gối tựa, sườn ngang chịu tải tập trung do sườn ngang truyền lên, làm việc như một dầm đơn giản:

- Chọn khoảng cách giữa các ty giằng: 0.5 (m)

- Chọn các gông là 2 cây thép hộp có tiết diện: 50 50 1.8  (theo thép Hòa Phát)

Hình 4 1 Sơ đồ tính sườn đứng

Ta quy tải tập trung thành tải phân bố để đơn giản cho việc tính toán

Moment tĩnh W=4.18 10 − 6 m 3 và Moment quán tính I=1.346 10 − 7 m 4

Vậy      điều kiện bền thỏa

Kiểm tra độ võng của sườn dọc:

Vậy f    f điều kiện độ võng thỏa.

Tính ty giằng

Chọnty giằng đường kính D12 (Công ty TNHH Sản Xuất Gia Đô) Với [ ] ".00kN/ cm 2 Lực tác dụng lên ty giằng từ phần diện tích mà ty giằng đó chống đỡ

Vậy: [ ] max = 10.13 kN / cm 2  [ ] = 22 kN / cm 2 → Ty giằng ỉ12 đảm bảo điều kiện độ bền.

Tính ván khuôn đáy dầm

Tính ván khuôn

Chọn ván ép phủ phim TEKCOM PolyCore EXTRA dày 2.1cm

Khoảng cách các sườn ngang là 30 cm

Coi sườn ngang như các gối tựa, ván đáy làm việc như một dầm đơn giản

Bảng 8.7: Lực tác dụng lên lên đáy ván khuôn dầm chính Phân loại Tên tải trọng

Người và thiết bị thi công 1.3 1.3 1.69 Đầm rung 2 1.3 2.6

Sơ đồ tính ván đáy dầm phụ Tải trọng phân bố tác dụng lên ván khuôn dải 1m dài là:

Kiểm tra điều kiện bền:  

Kiểm tra võng của ván thành

(Theo mục b-Cốp pha của bề mặt bị che khuất của các kết cấu, phần A.3, phụ lục A, TCVN 4453:1995 về kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối)

Tính sườn dọc đáy dầm phụ

- Coi sườn ngang như các gối tựa, sườn ngang chịu tải phân bố do ván khuôn truyền lên, làm việc như một dầm liên tục

- Chọn các khoảng cách các sườn ngang 400 mm

- Chọn tiết diện sườn dọc là thép hộp (50x50x1.8)

=  =  =  =  tt tt sd sd tc tc sd sd q q l kN m q q l kN m

Sơ đồ tính sườn dọc Moment tính toán:

Kiểm tra điều kiện bền:

EJ Độ võng cho phép :

Tính sườn ngang đáy dầm phụ

Coi cột chống như các gối tựa, đà ngang làm việc như một dầm đơn giản, chịu lực tập trung Chọn đà ngang có chiều dài 2(m) khoảng cách giữa các cột chống giàn giáo là 1(m)

Chọn tiết diện sườn ngang là (50x50x1.8) mm

=  =  =  =  sn sd tc tc sn sd

Ta quy tải tập trung thành tải phân bố để đơn giản cho việc tính toán

Sơ đồ tính sườn ngang Moment tính toán:

Kiểm tra điều kiện bền:

Chọn cây chống dầm

→Sinh viên dựa vào bảng số liệu cây chống, sinh viên chọn cây chống FA.1730 có tải trọng làm việc an toàn 1670 (kg)

Số liệu thiết kế

- Cao sâu mũi cọc thiết kế: - 38.000(m)

- Chiều sâu khoan lỗ: - 38.000 – 0.000= -38.000(m) Với 0.00 là cote tại MĐTN

- Chiều dài cọc thiết kế: L c 8 2.5− 5.5( )m

- Cao độ đập vỡ đầu cọc để thi công đài: -2.400(m).

Việc thi công cọc khoan nhồi cần tuân thủ các tiêu chuẩn sau:

- TCVN 10304 - 2014: Móng cọc và tiêu chuẩn thiết kế

- TCVN 9395 - 2012: Cọc khoan nhồi – Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu.

Thiết bị thi công cọc khoan nhồi

Máy khoan

- Dựa trên chỉ số về kích thước cọc, dựa trên đặc điểm cơ lý của các lớp đất dưới cọc, căn cứ vào các thiết bị thi công cọc khoan nhồi hiện có ở nước ta, sinh viên chọn máy khoan HITACHI – KH125 với các đặc tính sau:

- Đường kính lỗ khoan tối đa: 2(m)

- Chiều sâu khoan tối đa: không cần phụ

- Tốc độ quay của máy: 15-30 (vòng/phút)

- Áp lực lên đất: 0.068 (MPa)

Bảng 9.1: Thông số máy khoan HITACHI-KH125

- Khoảng cách từ máy đến hố khoan tối đa 4.3(m) do đó để khoan được các hố ở xa đường công trường thì phải lót đường các bản thép cho máy khoan đi vào.

Máy cẩu

- Máy cần cẩu dùng trong việc nâng hạ ống vách, lồng thép và các thiết bị thi công khác

- Do đó, máy cần cẩu được chọn sao cho đảm bảo khả năng nâng hạ các cấu kiện và thiết bị trên

- Dựa vào các thông số trên, ta tra trong Catalogue trên trang WEB: http://www.hsc- crane.com/e/products/old_h.html ta chọn cần trục tự hành KH – 100D có các thông số sau:

- Chiều dài tay cần: Lcơ bản /Lmax = 10m/34m

Phạm vi làm việc máy cẩu HITACHI – KH100D

Bảng 9.2: Thông số máy cẩu HITACHI-KH100D

Trình tự thi công cọc khoan nhồi

Khoan tạo lỗ

9.4.2.1 Chuẩn bị điểm khoan, định vị tim cọc

- Sau khi xác định được số hiệu cọc sẽ khoan, trên cơ sở các móc trắc đạc được giao, đơn vị thi công căn cứ toạ độ trên bản vẽ thiết kế để xác định tâm cọc bằng máy toàn đạc kết hợp với tâm kính để xác định tim cọc trên mặt bằng

- Khi đã xác định được tim cọc rồi, thì gửi ra 3 điểm đều cách tim cọc một khoảng bằng nhau và 3 điểm đó nằm trên 2 đường vuông góc nhau để làm cơ sở định vị ống vách và kiểm tra tim cọc trong quá trình khoan

- Hệ thống mốc chuẩn và mốc định vị trục móng phải đáp ứng điều kiện độ chính xác về tọa độ và cao độ theo yêu cầu kỹ thuật của công trình Định vị tim cọc

9.4.2.2 Hạ ống vách dẫn hướng

- Ống vách có tác dụng dẫn hướng ban đầu cho gầu khoan Kích thước ống vách phải lớn đường kính gầu khoan để không ảnh hưởng đến việc di chuyển của gầu khoan trong ống vách Chiều sâu ống vách cần đảm bảo tránh sạt lỡ miệng hố khoan Chọn ống vách có đường kính lớn hơn đường kính của cọc, độ dày 10mm, chiều dài 10m Đầu trên của ống vách hàn 2 tai để ống vách không bị tuột xuống sâu quá ngoài ý muốn

- Cao độ đỉnh ống cao hơn mặt đất tối thiểu 0.3m Cao độ chân ống đảm bảo sao cho áp lực cột dung dịch lớn hơn áp lực chủ động của đất nền và hoạt tải thi công phía bên ngoài

- Ống chống tạm được hạ và rút chủ yếu bằng thiết bị thuỷ lực hoặc thiết bị rung kèm theo máy khoan, khi không có thiết bị này có thể dùng búa rung đóng kết hợp lấy đất bằng gầu hoặc hạ bằng kích ép thuỷ lực

Theo mục 7.1, TCVN 9395 – 2012, yêu cầu khoảng cách giữa các lỗ khoan như sau:

- Khoan trong đất bão hoà nước khi khoảng cách mép các lỗ khoan nhỏ hơn 1.5m nên tiến hành cách quãng 1 lỗ, khoan các lỗ nằm giữa hai cọc đã đổ bê tông nên tiến hành sau ít nhất

24 giờ từ khi kết thúc đổ bê tông

- Trong qua trình khoan phải thường xuyên kiểm tra sự cân bằng của máy và độ thẳng đứng của cần khoan Đồng thời phải thường xuyên bơm dung dịch betonite xuống hố khoan sao cho mực dung dịch trong hố khoan luôn cao hơn cao hơn mực nước ngầm ngoài ống vách để tránh hiện tượng sập thành trước khi đổ bê tông

Cấu tạo cần khoan và mũi khoan

Giữ thành ống

- Theo mục 6.3 TCVN 9395:2012: Dung dịch bentonite dùng giữ thành hố khoan nơi địa tầng dễ sụt lở cho mọi loại thiết bị khoan, giữ cho mùn khoan không lắng đọng dưới đáy hố khoan và đưa mùn khoan ra ngoài, phảiđảm bảo được yêu cầu giữ ổn định vách hố khoan trong suốt quá trình thi công cọc Khi mực nước ngầm cao (lên đến mặt đất) cho phép tăng tỷ trọng dung dịch bằng các chất có tỷ trọng cao như barit, cát magnetic…

Cấu tạo dung dịch bentonite

- Dung dịch gồm nước sạch và các hoá chất khác như bentonite, polime có khả năng tạo màng cách nước giữa thành hố khoan và đất xung quanh

- Dung dịch Bentonite trước khi đưa xuống hố khoan để tiến hành khoan phải đảm bảo các thông số quy định như sau:

Bảng 9.3: Thông số yêu cầu đối với dung dịch Bentonite

- Để cung cấp và dự trữ bentonite cho quá trình đào ta sử dụng các bể chứa silô chứa dự trữ và tuần hoàn điều phối Bentonite trên mặt bằng thi công của công trường nhằm tiết kiệm vật liệu Bentonite Vậy sinh viên chọn bể chứa có thể tích 30m3

Khoan tạo lỗ đến chiều sâu thiết kế

- Trong quá trình khoan phải thường xuyên kiểm tra sự cân bằng của máy và độ thẳng đứng của cần khoan Đồng thời phải thường xuyên bơm dung dịch bentonite xuống hố khoan sao cho mực dung dịch trong hố khoan luôn cao hơn mực nước ngoài ống vách 1.5m

- Trong quá trình khoan tạo lỗ phải thường xuyên theo dõi các lớp địa chất mà mũi khoan đi qua và đối chứng với tài liệu khảo sát địa chất

- Công tác khoan nên tiến hành liên tục và không được phép nghỉ nếu không có sự cố gì về máy móc và thiết bị khoan

- Ống chống tạm (casing) dùng bảo vệ thành lỗ khoan ở phần đầu cọc, tránh lở đất bề mặt đồng thời là ống dẫn hướng cho suốt quá trình khoan tạo lỗ Khi hạ ống nên có định vị để đảm bảo sai số cho phép

- Kiểm tra độ sâu hố khoan bằng thước dây mềm có quả rọi nặng ở đầu.

Gia công cốt thép và hạ cốt thép

- Lồng thép cọc được chế tạo sẵn thành các lồng ngắn theo chiều dài cây thép tiêu chuẩn là 11,7 m

- Chiều dài nối lồng theo yêu cầu thiết kế là 55D (đối với động đất yếu phải gấp 1.5 lần đoạn nối), liên kết chắc chắn các đoạn lồng với nhau bằng cóc nối thép D25xD25 và tăng cường bằng các mối hàn khi nối các đoạn lồng thép cuối cùng

- Công tác hạ lồng thép tiến hành ngay sau khi vệ sinh hố khoan lần 1 xong và tiến hành càng sớm càng tốt

- Sau khi lồng thép đã được hạ đến cao độ yêu cầu, neo cố định lồng thép vào ống vách để tránh tuột lồng

- Để cho khung cốt thép đặt đúng tâm hố khoan thì trên khung cốt thép phải đặt sẵn các con kê bằng bê tông có bán kính R75mm và có khoảng cách giữa các tầng con kê là 2m

Lắp đặt lồng thép và đổ bê tông

Làm sạch hố khoan

Theo mục 6 TCVN 9395:2012, việc xử lý cặn hố khoan chia làm hai bước:

Làm sạch hố khoan lần 1(chưa hạ cốt thép): Khi khoan đủ chiều sâu thiết kế thì dừng lại chờ lắng từ 30 ÷ 60 phút Sau đó cho gàu vét lại lắng đọng hố khoan Khi gàu chạm đáy thì khoan với tốc độ chậm để vét hết các lắng đọng dưới đáy hố khoan

Làm sạch hố khoan lần 2: Sau khi hạ xong cốt thép và ống đổ bê tông mà cặn lắng vẫn quá quy định phải dùng biện pháp khí nâng (air lift) hoặc bơm hút bằng máy bơm Liên tục bổ sung dung dịch khoan để đảm bảo cao độ dung dịch theo quy định, tránh gây sập thành lỗ khoan

Công nghệ khí nâng được dùng để làm sạch hố khoan Khí nén được đưa xuống gần đáy hố khoan qua ống thép đường kính khoảng 60 mm, dày từ 3 mm đến 4 mm, cách đáy khoảng từ 50 cm đến 60 cm Khí nén trộn với bùn nặng tạo thành loại bùn nhẹ dâng lên theo ống đổ bê tông (ống tremi) ra ngoài; dung dịch khoan được bổ sung liên tục bù cho bùn nặng đã trào ra; quá trình thổi rửa tiến hành cho tới khi các chỉ tiêu của dung dịch khoan và độ lắng đạt yêu cầu quy định

Việc kiểm tra chất lượng bồi lắng thực hiện bằng cách đo chiều sâu hố khoan sau khi vệ sinh hố khoan lần 1 và sau khi vệ sinh hố khoan lần 2.

Đổ bê tông

- Bê tông phải được vận chuyển bằng xe chuyên dụng

- Dự trù khối lượng lớn hơn khối lượng lý thuyết khoảng 10%, đảm bảo khối lượng bê tông chính xác

- Bê tông dùng thi công cọc khoan nhồi phải được thiết kế thành phần hỗn hợp và điều chỉnh bằng thí nghiệm, các loại vật liệu cấu thành hỗn hợp bê tông phải được kiểm định chất lượng theo các tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành Có thể dùng phụ gia bê tông để tăng độ sụt của bê tôngvà kéo dài thời gian ninh kết của bê tông Ngoài việc đảm bảo yêu cầu của thiết kế về cường độ, hỗn hợp bê tông có độ sụt từ 18 cm đến 20 cm

9.4.7.3 Chuẩn bị trước khi đổ bê tông

- Để giảm tối thiểu mức độ lắng cặn và khả năng sụt lở hố khoan, bê tông nên được đổ ngay sau khi vệ sinh hố khoan xong Các công tác như: kiểm tra dung dịch bentonite sau thổi rửa và cặn đáy hố khoan phải được làm hết sức khẩn trương

- Để đảm bảo chất lượng cọc khoan và tránh mất thời gian trước khi đổ bê tông quy trình nên thực hiện như sau:

- Cho bóng khí vào ống đổ bê tông, để khi đổ bê tông bóng khí được đẩy xuống đến đáy hố khoan, nhờ vậy mà lượng bùn cát ở mũi cọc được đẩy lên trên

- Bê tông được rót vào ống dẫn bê tông thông qua phễu

- Dùng chốt trượt hoặc quả cầu bằng xốp đảm bảo cho mẻ vữa bê tông đầu tiên không tiếp xúc trực tiếp với dung dịch bentonite trong ống đổ bê tông và loại trừ khoảng chân không khi đổ bê tông

- Đáy ống đổ bê tông phải luôn ngập trong bê tông không ít hơn 1,5 m

- Trong suốt quá trình đổ bê tông cọc tránh không để bê tông tràn ra ngoài miệng phễu và rơi vào trong lòng cọc làm ảnh hưởng đến chất lượng cọc

- Trong suốt quá trình đổ bê tông phải thường xuyên kiểm tra cao độ mặt bê tông trong lòng cọc bằng thước dây và rọi để kịp thời điều chỉnh cao độ chân ống dẫn cho phù hợp

- Bê tông được đổ không gián đoạn trong thời gian dung dịch khoan có thể giữ thành hố khoan (thông thường là 4h) Dừng đổ bê tông khi cao độ bê tông cọc cao hơn cao độ cắt cọc khoảng 1m để loại trừ phần bê tông lẫn dung dịch khoan (bê tông nghèo) và thi công đài cọc.

Rút ống vách – vệ sinh đầu cọc

- Sau khi kết thúc đổ bê tông 15 - 20 phút cần tiến hành rút ống chống tạm (casing) bằng hệ thống day (rút + xoay) của máy khoan hoặc đầu rung theo phương thẳng đứng, đảm bảo ổn định đầu cọc và độ chính xác tâm cọc

- Sau khi rút ống vách 1 - 2 giờ cần tiến hành hoàn trả hố khoan bằng cách lấp đất hoặc cát, cắm biển báo cọc đã thi công cấm mọi phương tiện qua lại tránh hỏng đầu cọc và ống siêu âm.

Hoàn thành cọc

Mỗi cọc hoàn thành phải có các báo cáo kèm theo, các báo cáo phải chứa các thông tin:

- Ngày đào và hoàn thành cọc

- Độ sâu cọc tính từ mặt đất

- Độ sâu cọc từ cao trình cắt cọc

- Khối lượng bê tông theo lý thuyết và thực tế

- Cao trình đỉnh bê tông sau mỗi xe

- Thời gian bắt đầu đổ từng xe và kết thúc

- Miêu tả các lớp đất

- Thời tiết khi đổ bê tông

- Các thông số của dung dịch vữa sét

- Các sự cố nếu có.

Kiểm tra chất lượng cọc

- Đối với các công trình dân dụng và công nghiệp thông thường, khối lượng kiểm tra chất lượng bê tông cọc tối thiểu theo Bảng 8.4 Cần kết hợp từ 2 phương pháp khác nhau trở lên để kiểm tra Khi cọc có chiều sâu lớn hơn 30 lần đường kính (L/D > 30) thì phương pháp kiểm tra qua ống siêu âm là chủ yếu

→Sinh viên kiểm tra chất lượng cọc qua ống siêu âm lớn hơn 50% tổng số cọc

- Khi phát hiện khuyết tật, nếu còn nghi ngờ cần kiểm tra bằng khoan lấy mẫu và các biện pháp khác để khẳng định khả năng chịu tải lâu dài của nó trước khi có quyết định xử lý sửa chữa hoặc phải thay thế bằng các cọc khác Quyết định cuối cùng do thiết kế kiến nghị, chủ đầu tư chấp thuận

Bảng 9.4: Thông số yêu cầu với công tác kiểm tra cọc khoan nhồi

PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA Tỷ lệ kiểm tra tối thiểu, % số cọc

Siêu âm, tán xạ gamma có đặt ống 10 – 25

Phương pháp biến dạng nhỏ 50

Khoan lấy lõi (nếu cần) 1 – 2

Khoan kiểm tra tiếp xúc mũi cọc – đất (nếu cần) 1 - 3

Sự cố và xử lí sự cố trong thi công cọc khoan nhồi

- Một số sự cố thường xảy ra trong thi công cọc nhồi như: sụt lở thành hố khoan, rơi các thiết bị thi công vào hố khoan, khung cốt thép bị trổi lên, khung và cốt thép bị cong vênh, nước vào trong ống đổ bê tông

9.4.11.1 Sụt lở thành hố khoan

Với phương pháp thi công cọc nhồi bằng phương pháp tuần hoàn thì thành hố khoan được giữ ổn định bởi việc duy trì áp lực dung dịch bentonite trong lỗ khoan Nhưng nguyên nhân dẫn đến sự sụt lở thành hố khoan thì có nhiều như:

- Duy trì áp lực cột nước không đủ

- Mực nước ngầm có áp tương đối cao

- Tỷ trọng và nồng độ dung dịch không đủ

- Tốc độ tạo lỗ quá nhanh

- Các lực chấn động ở các môi trường xung quanh

- Khi hạ cốt thép và ống dẫn va vào thành hố phá vỡ màng dung dịch hoặc thành hố

Như vậy theo các nguyên nhân kể trên để đề phòng sụt lở thành hố ta phải nắm chắc được địa chất, mực nước ngầm, khi lắp dựng ống thép phải chú ý độ thẳng đứng của ống vách Với phương pháp thi công phản tuần hoàn, việc quản lý dung dịch phải được đặc biệt chú trọng Tốc độ tạo lỗ phải đảm bảo, giảm bớt các lực chấn động xung quanh, quá trình lắp dựng khung cốt thép phải thật cẩn trọng

9.4.11.2 Các thiết bị thi công rơi vào hố khoan Để đề phòng các thiết bị thi công như các chi tiết kim loại, đặc biệt là gầu khoan rơi vào trong lỗ khoan mà nguyên nhân là do gãy chốt hoặc phá bỏ liên kết thì ta phải có biện pháp phòng ngừa như sau:

- Dùng cáp hoặc xích phòng hộ vào cần khoan

- Thợ vận hành phải thường xuyên kiểm tra các thiết bị vận hành

Nếu đã xảy ra thì biện pháp xử lý thường là dùng gầu ngoạm để lấy lên hoặc dùng các móc để kéo lên Trường hợp các dụng cụ này đã bị đất lấp vùi thì trước đó phải dùng biện pháp xử lý rửa sạch đất cát lấp trên

9.4.11.3 Tắc ống trong khi đổ bê tông

- ống ngập trong bê tông quá lớn (>9m)

- Do ống đổ bê tông bị rò nước qua phần nối giữa các đoạn ống với nhau

- Bê tông có độ sụt quá thấp (23cm), bê tông bị vón cục

Biện pháp khắc phục và xử lý:

- Phần mối nối giữa các ống phải đảm bảo kín khít không bị rò nước

- Kiểm tra độ sụt từng xe và phải đảm bảo bê tông có độ sụt (>17cm và < 21 cm) và không bị vón cục.

An toàn lao động trong thi công cọc khoan nhồi

Đối với thi công khoan nhồi cần có những những điểm cần chú ý chung sau:

- Đối với người điều khiển các máy thi công cọc phải trên 18 tuổi và được đào tạo huấn luyện kỹ càng

- Tất cả các loại máy móc, thiết bị vân hành phải tuyệt đối tuân theo quy trình thao tác và quy trình an toàn, đặc biệt là quy trình an toàn cho xe cẩu và máy khoan

- Các cần trục cần phải có nền vững hoặc đệm

- Phải định rõ các công trình ngầm để tránh các hầm ngầm và nước ngầm ảnh hưởng tới việc thi công

- Trang bị đầy đủ các trang thiết bị như: mũ bảo hiểm, phương tiện bảo vệ tai, mắt…

- Lắp dựng hệ thống biển báo khu vực nguy hiểm, khu vực cọc vừa mới đổ xong bê tông, cấm di chuyển qua các khu vực này.

Tiêu đề	Chung Cư Lạc Trung Q9 - TP.HCM
Tác giả	Đỗ Đăng Phong
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Sỹ Hùng
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Kỹ Thuật Xây Dựng
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	176
Dung lượng	13,67 MB