Trung tâm Thương mại bờ hồ thành phố Thanh Hóa

TRÚC

QUY MÔ VÀ ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH

1.4.1.Thiết kế tổng mặt bằng:

Căn cứ vào đặc điểm mặt bằng khu đất, yêu cầu công trình thuộc tiêu chuẩn quy phạm nhà nước, phương hướng quy hoạch, thiết kế tổng mặt bằng công trình phải căn cứ vào công năng sử dụng của từng loại công trình, dây chuyền công nghệ để có phân khu chức năng rõ ràng đồng thời phù hợp với quy hoạch đô thị đƣợc duyệt, phải đảm bảo tính khoa học và thẩm mỹ

Bố cục và khoảng cách kiến trúc đảm bảo các yêu cầu về phòng chống cháy, chiếu sáng, thông gió, chống ồn, khoảng cách ly vệ sinh

Toàn bộ mặt trước công trình trồng cây và để thoáng, khách có thể tiếp cận đễ dàng với công trình Giao thông nội bộ bên trong công trình thông với các đường giao thông công cộng, đảm bảo lưu thông bên ngoài công trình Tại các nút giao nhau giữa đường nội bộ và đường công cộng, giữa lối đi bộ và lối ra vào công trình có bố trí các biển báo

Bao quanh công trình là các đường vành đai và các khoảng sân rộng, đảm bảo xe cho việc xe cứu hoả tiếp cận và xử lí các sự cố.

1.4.2.Giải pháp thiết kế kiến trúc: a.Thiết kế mặt bằng các tầng:

Mặt bằng tầng hầm: bố trí các phòng kĩ thuật, bể nước ngầm, phần diện tích còn lại để ôtô và xe máy Mặt bằng tầng hầm được đánh đốc về phía rãnh thoát nước với độ đốc 0,1% để giải quyết vấn đề vệ sinh của tầng hầm

Mặt bằng tầng 1: bố trí các sảnh lớn là nơi tiếp đón khách đến với các khu dịch vụ và văn phòng các công ty Các siêu thị được bố trí trong một không gian lớn phía trước Ngoài ra còn có không gian dành cho các câu lạc bộ thuê đƣợc bố trí phía sau nhƣng vẫn đảm bảo việc liên hệ dễ dàng với khu trung tâm

Mặt bằng tầng 2,3: tất cảc diện tích đều dành cho việc kinh doanh, buôn bán gồm : các siêu thị, các cửa hàng, …Tầng 1,2,3 đều cao 4,5m tạo ra một không gian rộng lớn, hoành tráng

Mặt bằng tầng 4: chia làm 2 phần: một phần dùng làm văn phòng cho các cơ quan thuê Phần còn lại dùng làm quán bar

Mặt bằng tầng 5: dùng làm tầng kĩ thuật Đây là nơi để bố trí các phòng kỹ thuật, các loại thiết bị và hệ thống kỹ thuật

Mặt bằng tầng điển hình 619: gồm 5 phòng đƣợc bố trí đối xứng quanh trục giao thông đứng Hệ thống vệ sinh đƣợc bố trí chung cho cả tầng gồm hai khu vệ sinh ở mỗi đầu của các tầng Hệ thống hành lang được tổ chức hợp lý đảm bảo yêu cầu thoát người khi có sự cố Diện tích các phòng nhƣ sau:

Văn phòng cho thuê 1: diện tích 160 m 2

Mặt bằng tầng mái: dùng để đặt bể nước mái và kỹ thuật thang máy b.Thiết kế mặt đứng:

SVTH: TRẦN HOÀI TOÀN-12145405 Trang: 9

Công trình thuộc loại công trình lớn ở Hải Phòng với hình khối kiến trúc đƣợc thiết kế theo kiến trúc hiện đại tạo nên từ các khối lớn kết hợp với kính và sơn màu tạo nên sự hoành tráng của công trình

Bao quanh công trình là hệ thống tường kính, có lúc là liên tục từ dưới lên, có lúc là hệ thống các cửa sổ được ngăn cách bởi các mảng tường Điều này tạo cho công trình có một dáng vẻ kiến trúc rất hiện đại, thể hiện đƣợc sự sang trọng và hoành tráng c.Thiết kế mặt cắt:

Nhằm thể hiện nội dung bên trong công trình, kích thước cấu kiện cơ bản, công năng của các phòng

Dựa vào đặc điểm sử dụng và các điều kiện vệ sinh ánh sáng, thông hơi thoáng gió cho các phòng chức năng ta chọn chiều cao các tầng nhƣ sau:

Tầng 5 là tầng kỹ thuật nên cao 3m

Tầng mái cao 3.5 m để có thể bố trí kỹ thuật thang máy và bể nước mái

Ngày nay, trên thế giới cũng nhƣ ở Việt Nam viịec sử dụng kết cấu bêtông cốt thép trong xây dựng trở nên rất phổ biến Đặc biệt trong xây dựng nhà cao tầng, bêtông cốt thép đƣợc sử dụng rộng rãi do có những ƣu điếm sau:

+ Giá thành của kết cấu bêtông cốt thép thường rẻ hơn kết cấu thép đối với những công trình có nhịp vừa và nhỏ chịu tải nhƣ nhau

+ Bền lâu, ít tốn tiền bảo dưỡng, cường độ ít nhiều tăng theo thời gian Có khả năng chịu lửa tốt

+ Dễ dàng tạo đƣợc hình dáng theo yêu cầu của kiến trúc

Chính vì các lý do trên mà sử dụng giải pháp hệ khung-vách bằng BTCT đổ toàn khối Hệ thống thang bộ, thang máy là lõi trung tâm đảm bảo sự bền vững, chắc chắn cho công trình

Chiều cao tầng điển hình là 3,5m với nhịp là 8,6m Giải pháp khung-vách BTCT với dầm đổ toàn khối, bố trí các dầm trên đầu cột và gác qua vách cứng

1.4.4.Giao thông nội bộ công trình:

Hệ thống giao thông theo phương đứng được bố trí với 5 thang máy cho đi lại, 2 cầu thang bộ kích thước vế thang lần lược là 1,25m và 1,05m Ngoài ra còn có hai cầu thang bộ thoát hiểm ở hai đầu nhà

Hệ thống giao thông theo phương ngang với các hành lang được bố trí phù hợp với yêu cầu đi lại

1.4.5.Các giải pháp kỹ thuật khác: a.Hệ thống chiếu sáng:

Tận dụng tối đa chiếu sáng tự nhiên, hệ thống cửa sổ các mặt đều đƣợc lắp kính Ngoài ra ánh sáng nhân tạo cũng đƣợc bố trí sao cho phủ hết những điểm cần chiếu sáng

SVTH: TRẦN HOÀI TOÀN-12145405 Trang: 10 b.Hệ thống thông gió:

TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

PHÂN LOẠI Ô BẢN

Nếu sàn liên kết với dầm giữa thì xem là ngàm, nếu dưới sàn không có dầm thì xem là tự do Nếu sàn liên kết với dầm biên thì xem là khớp, nhƣng thiên về an toàn ta lấy cốt thép ở biên ngàm để bố trí cho cả biên khớp Khi dầm biên lớn ta có thể xem là ngàm

2  l l -Bản chủ yếu làm việc theo phương cạnh bé: Bản loại dầm

2  l l -Bản làm việc theo cả hai phương: Bản kê bốn cạnh

Trong đó: l1-kích thước theo phương cạnh ngắn l2-kích thước theo phương cạnh dài

Căn cứ vào kích thước, cấu tạo, liên kết, tải trọng tác dụng ta chia làm các loại ô bản sau: Ô sàn l1 l2 l2/l1 Liên kết biên Loại ô bản (m) (m)

CẤU TẠO

Chọn chiều dày bản sàn theo công thức: hb = l m

Trong đó: l: là cạnh ngắn của ô bản

D = 0,81,4 phụ thuộc vào tải trọng Chọn D = 1 m = 3035 với bản loại dầm

= 4045 với bản kê bốn cạnh

Do kích thước nhịp các bản không chênh lệch nhau lớn, ta chọn hb của ô lớn nhất cho các ô còn lại để thuận tiện cho thi công và tính toán Ta phải đảm bảo hb > 6 cm đối với công trình dân dụng

SVTH: TRẦN HOÀI TOÀN-12145405 Trang: 15 Đối với các bản loại dầm chọn m = 30

1  Đối với các bản loại kê 4 cạnh chọn m = 40

Vậy ta chọn thống nhất chiều dày các ô bản là 15 cm

XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG

2.3.1.Tĩnh tải sàn: a.Trọng lượng các lớp sàn: dựa vào cấu tạo kiến trúc lớp sàn, ta có: gtc = . (kg/cm 2 ): tĩnh tải tiêu chuẩn gtt = gtc.n (kg/cm 2 ): tĩnh tải tính toán

Trong đó (kg/cm 3 ): trọng lƣợng riêng của vật liệu n: hệ số vƣợt tải lấy theo TCVN2737-1995

Ta có bảng tính tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán sau:

Bảng 1.1 bảng tính tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán

Lớp vật liệu Chiều dày Tr.lƣợng riêng  gtc Hệ số n gtt

- Lát gạch ceramit dầy 10mm

- Vữa xi măng lót B3.5 dầy 20mm

- Vữa trát trần B3.5 dầy 15mm-Trần thạch cao

Bảng 1.2 Sàn nhà vệ sinh

Tổng cộng 7.09 8.013 b.Trọng lượng tường ngăn và tường bao che trong phạm vi ô sàn:

Tường ngăn giữa các khu vực khác nhau trên mặt bằng dày 100mm Tường ngăn xây bằng gạch rỗng có  = 1500 (kg/cm 3 ) Đối với các ô sàn có tường đặt trực tiếp trên sàn không có dầm đỡ thì xem tải trọng đó phân bố đều trên sàn Trọng lượng tường ngăn trên dầm được qui đổi thành tải trọng phân bố truyền vào dầm

Chiều cao tường được xác định: ht = H-hds

Trong đó: ht: chiều cao tường

H: chiều cao tầng nhà hds: chiều cao dầm hoặc sàn trên tường tương ứng

Công thức qui đổi tải trọng tường trên ô sàn về tải trọng phân bố trên ô sàn : tt s g t  i c c c t t c t t

St(m 2 ): diện tích bao quanh tường

Sc(m 2 ): diện tích cửa nt,nc: hệ số độ tin cậy đối với tường và cửa.(nt=1,1;nc=1,3)

 t = 0.1(m): chiều dày của mảng tường

 t = 1500(kG/m 3 ): trọng lượng riêng của tường

 c = 18(kG/m 2 ): trọng lƣợng của 1m 2 cửa

Si(m 2 ): diện tích ô sàn đang tính toán

Ta có bảng tính tĩnh tải sàn tầng điển hình:

Bảng 1.2 bảng tính tĩnh tải sàn tầng điển hình Ô SÀN

Diện tích Kích thước tường St Sc g t tt  s g s tt g tt

Hoạt tải tiêu chuẩn ptc(kg/cm 2 ) lấy theo TCVN 2737-1995

Công trình đƣợc chia làm nhiều loại phòng với chức năng khác nhau Căn cứ vào mỗi loại phòng chức năng ta tiến hành tra xác định hoạt tải tiêu chuẩn và sau đó nhân với hệ số vƣợt tải n Ta sẽ có hoạt tải tính toán ptt(kg/cm 2 )

Tại các ô sàn có nhiều loại hoạt tải tác dụng, ta chọn giá trị lớn nhất trong các hoạt tải để tính toán

Ta có bảng tính hoạt tải sàn tầng điển hình:

Bảng 1.3 tính hoạt tải sàn tầng điển hình Ô Sàn Loại Phòng Diện tích p tc

Hệ số n p tt (m 2 ) (kg/cm 2 ) (kg/cm 2 )

Vật liệu

- Bêtông B30 có: Rb = 14,5(MPa) = 145(kg/cm 2 )

- Cốt thép   8: dùng thép CI có: RS = RSC = 225(MPa) = 2250(kg/cm 2 )

- Cốt thép  > 8: dùng thép CII có: RS = RSC = 280(MPa) = 2800(kg/cm 2 ).

Xác định nội lực

Ta tách thành các ô bản đơn để tính nội lực

2.5.1.Nội lực trong sàn bản dầm (S9, S13, S14, S15, S16, S17)

Cắt dải bản rộng 1m theo phương cạnh ngắn và xem như một dầm

Tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm q = (g+p).1m (kG/m)

Tuỳ thuộc vào liên kết cạnh bản mà các sơ đồ tính đối với dầm

SVTH: TRẦN HOÀI TOÀN-12145405 Trang: 19 a) b)

2.5.2.Nội lực trong bản kê 4 cạnh: (các ô bản còn lại)

Sơ đồ nội lực tổng quát:

+Moment dương lớn nhất ở giữa bản:

+Moment âm lớn nhất ở trên gối:

MII= ki2.(g+p).l1.l2 (Kg.m/m) (hoặc M’II)

Trong đó: i-chỉ số sơ đồ sàn mi1; mi2; ki1; ki2: hệ số tra sổ tay kết cấu phụ thuộc i và l1/l2

Tính thép bản nhƣ cấu kiện chịu uốn có bề rộng b = 1m; chiều cao h = hb

Trong đó: ho = h-a a:khoảng cách từ mép bê tông đến chiều cao làm việc, chọn lớp dưới a,m M- moment tại vị trí tính thép

- Nếu  m  R : tăng kích thước hoặc tăng cấp độ bền của bêtông để đảm bảo điều kiện hạn chế  m  R

Diện tích cốt thép yêu cầu trong phạm vi bề rộng bản b = 1m:

Chọn đường kính cốt thép, khoảng cách a giữa các thanh thép:

Bố trí cốt thép với khoảng cách a BT a TT , tính lại diện tích cốt thép bố trí A S BT

Kiểm tra hàm lƣợng cốt thép:

 nằm trong khoảng 0,3%÷0,9% là hợp lý

Nếu  450( mm) Đầu dầm: |

| | | chọn sct= 200( mm) Giữa dầm: |

Vậy trong khoảng L/4 gần gối tựa đặt cốt đai s = 200(mm), trong khoảng giữa nhịp đặt cốt đai s = 300(mm.)

Vậy Qmax > φ0b3(1 + φf + φn)Rbtbh0 => phải tính cốt thép ngang (cốt đai và cốt xiên) chịu lực cắt

Chọn cốt đai ỉ6, Asw = 0.2827(cm 2 ), đai hai nhỏnh n = 2

+Bước đai : Với h = 600 (mm) > 450(mm)

| | | chọn sct = 200(mm) Kiểm tra:

 Qmax< 0.3   w1 b 1 b R bh b 0 = 0.31.0330.85514.510 3 0.30.575= 662 (kN) Vậy hệ dầm đáy không bị phá hoại do ứng suất nén

- Khả năng chịu cắt của cốt đai:

- Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông:

Ta có Qmax < Qswb cốt đai và bê tông đủ khả năng chịu cắt, không cần tính thêm cốt xiên

- Ở giữa nhịp của các dầm, cốt đai đặt theo cấu tạo:

Vậy đoạn đầu dầm trong khoảng Lnhịp/4 đặt cốt đai ỉ6a200 và đoạn giữa nhịp dầm trong khoảng Lnhịp/2 đặt cốt đai ỉ6a300.

Tính toán cột

- Cột tính toán nhƣ cột chịu nén đúng tâm

- Chọn cột tiết diện bxh00x300 mm

- Lực nén tác dụng lên cột là: NA1.22 kN

- Tính cốt thép: As= cm 2 )

- Đặt cốt thộp theo cấu tạo 4 ỉ14

TỔNG QUAN

Chọn cầu thang trục A-B để tính:

Bảng 0-1: Tổng quan cầu thang: hiều cao tầng h t hiều cao một vế thang v 2 h  ht

Số bậc thang trong một vế thang n hiều cao một bậc thang v b h h

 n một bậc ề rộng thang l b hiều dài một vế thang L=n*l b ề rộng bản thang

Hình 0-1: Mặt bằng cầu thang.

TẢI TRỌNG

Xác định góc nghiêng bản thang Tan() = 175/300 = 0.583

 Sơ bộ chọn chiều dày bản cầu thang là: o Chọn h = 150mm

Hình 0-2: Các lớp cấu tạo cầu thang Đối với bản chiếu nghỉ

 Tải trọng các lớp cấu tạo bản thang (Tính trên 1m dài)

Bảng 0-2: Tĩnh tải chiếu nghỉ

Hệ số vƣợt tải Bề rộng bản Chiều dàylớp δi

Trọng lƣợng bt ni m m kN/m 3 kN/m

 Đối với bản thang nghiêng:

Bảng 0-3:Chiều dày tương đương các lớp cấu tạo

Chiều dày lớp đá hoa cương Chiều dày lớp vữa xi măng Chiều dày lớp bậc thang gạch theo phương nghiêng

Bảng 0-4: Tĩnh tải bản thang

STT Cấu tạo Hệ số vƣợt tải ni

Trọng lƣợng gbt m M kN/m 3 kN/m

Tổng trọng lượng theo phương đứng qđứng 7.741

Tổng trọng lượng phương đứng có kể đến lan can: 0.27 kN/m 8.24

 Đối với bản chiếu nghỉ và chiếu tới

 Đối với bản thang nghiêng

STT Loại bản Tĩnh tải tính toán g tt

Hoạt tải tính toán p tt (kN/m)

Tổng tải trọng tính toán q tt = g tt + p tt (kN/m)

Các vế thang đối xứng, nên ta chỉ tính một vế

Sử dụng phần mềm SAP2000 v14 để tính nội lực cho dầm gãy này

Chọn dầm chiếu nghỉ và dầm sàn gối cầu thang là 200x400

Hình 0-5:Biểu đồ lực cắt

- Gía trị moment tính toán :

SVTH: TRẦN HOÀI TOÀN-12145405 Trang: 45 o Mg = 0.4 x Mmax = 0.4 x48.21 = 19.28 kNm o Mnh = 0.7 x Mmax = 0.7 x 48.213.747 kNm

 Cốt thép: AI → Rs = 225 MPa

 Cốt thép: AIII → Rs = 365 MPa

 Trình tự tính toán nhƣ sau:

 Chọn lớp bê tông bảo vệ a = 15 mm do đó ta giả thiết đƣợc a = 15 mm

 Với: b = 1000 mm; ho = 150 - 15 = 135 mm Kết quả tính toán cốt thép theo bảng sau:

Bảng 0-6: Bảng tính thép cầu thang

Moment (KN.m/m) αm ξ As (cm2) Chọn thép

 Thộp ngang chon cấu tạo ỉ8a200

Hình 0-6:Phản lực gối tựa

- Do trọng lƣợng bản than dầm dầm có tiết diện 200x400 o gd=(0.4-0.18)x0.2x1.1x25=1.21 kN/m

- Tổng tải trọng tác dụng lên dầm qtổng=N+gd= 44.19+1.21= 58.04 kN/m

- Vì dầm chiếu tới đặt lên dầm chính nên xem liên kết giữa hai dầm DCT và dầm chính là liên kết ngàm, sơ đồ tính nhƣ hình vẽ

Hình 0-8:Sơ đồ tính và biểu đồ moment

4.4.2 Tính toán cốt thép dầm:

- Chọn bê tông cấp độ bền B30 có Rb MPa

- Thép AIII có Rs = 365 MPa

SVTH: TRẦN HOÀI TOÀN-12145405 Trang: 47 o Mmax= 22kN.m o o √ o

( cm 2 ) o Chọn 2 ỉ12 cú As =2.26 cm 2 o

- Moment tại gối: o Mmin= 44kN.m o o √ o

 Các số liệu: Rb = 14.5 MPa, Rbt = 1.05MPa ,Es = 30000 Mpa Rsw = 175 MPa, Es = 210000 Mpa

 Qmax = > Bê tổng không đủ khả năng chiệu lực cần phải bố trí cốt đai cốt đai o Chọn cốt đai ỉ10, đai hai nhỏnh n = 2 Thộp đai loại AIII cú Rsw )0MPa o Tính toán bước đai:

 Xác định bước cốt đai

 Khoảng cách theo yêu cầu cấu tạo của cốt đai:

| | | chọn sct = 100(mm) khi h>450 mm (trên đoạn dầm gần gối tựa)

| | |Chọn sct 0 (mm) khi h>300 ( trên đoàn nhịp dầm)

 Vậy hệ dầm đáy không bị phá hoại do ứng suất nén.

TÍNH DẦM CHIỂU NGHỈ

o Mg = 0.4 x Mmax = 0.4 x48.21 = 19.28 kNm o Mnh = 0.7 x Mmax = 0.7 x 48.213.747 kNm

 Cốt thép: AI → Rs = 225 MPa

 Cốt thép: AIII → Rs = 365 MPa

 Trình tự tính toán nhƣ sau:

 Chọn lớp bê tông bảo vệ a = 15 mm do đó ta giả thiết đƣợc a = 15 mm

 Với: b = 1000 mm; ho = 150 - 15 = 135 mm Kết quả tính toán cốt thép theo bảng sau:

Bảng 0-6: Bảng tính thép cầu thang

Moment (KN.m/m) αm ξ As (cm2) Chọn thép

 Thộp ngang chon cấu tạo ỉ8a200

Hình 0-6:Phản lực gối tựa

- Do trọng lƣợng bản than dầm dầm có tiết diện 200x400 o gd=(0.4-0.18)x0.2x1.1x25=1.21 kN/m

- Tổng tải trọng tác dụng lên dầm qtổng=N+gd= 44.19+1.21= 58.04 kN/m

- Vì dầm chiếu tới đặt lên dầm chính nên xem liên kết giữa hai dầm DCT và dầm chính là liên kết ngàm, sơ đồ tính nhƣ hình vẽ

Hình 0-8:Sơ đồ tính và biểu đồ moment

4.4.2 Tính toán cốt thép dầm:

- Chọn bê tông cấp độ bền B30 có Rb MPa

- Thép AIII có Rs = 365 MPa

SVTH: TRẦN HOÀI TOÀN-12145405 Trang: 47 o Mmax= 22kN.m o o √ o

- Moment tại gối: o Mmin= 44kN.m o o √ o

 Các số liệu: Rb = 14.5 MPa, Rbt = 1.05MPa ,Es = 30000 Mpa Rsw = 175 MPa, Es = 210000 Mpa

 Qmax = > Bê tổng không đủ khả năng chiệu lực cần phải bố trí cốt đai cốt đai o Chọn cốt đai ỉ10, đai hai nhỏnh n = 2 Thộp đai loại AIII cú Rsw )0MPa o Tính toán bước đai:

 Vậy hệ dầm đáy không bị phá hoại do ứng suất nén.

TÍNH TOÁN KHUNG

Nhiệm vụ tính toán

 Tính nội lực và bố trí cốt thép cho 2 khung của công trình.

Sơ đồ tính

 Tính toán nội lực của công trình theo khung không gian

 Mô hình khung không gian trong Etabs: xem liên kết dầm và cột là nút cứng ,liên kết cột, vách với móng là ngàm

 Sử dụng những bảng tính bằng Excel tự lập để tính toán cốt thép cho hệ khung trục theo TCVN 5574-2012

Vật liệu sử dụng

 Sử dụng bê tông cấp độ bền B30

 Cường độ chịu nén dọc trục : Rb = 17 Mpa

 Cường độ chịu kéo dọc trục : Rbt = 1.2 Mpa

 Mô đun dàn hồi : Eb = 30000 Mpa

Chọn sơ bộ kích thước tiết diện

 Cốt thộp loại AII (đối với cốt thộp cú ỉ ≤

10)  Cường độ chịu nén Rs

 Cường độ chịu kéo Rs Pa

 Cường độ tính toán Pa cốt ngang

 Mô đun đàn hồi Es = Pa

 Cốt thộp loại AIII (đối với cốt thộp cú ỉ Pa

>10)  Cường độ chịu nén Rs

 Cường độ chịu kéo Rs Pa

 Mô đun đàn hồi Es = Pa

5.4 họn sơ bộ kích thước tiết diện Pa

5.4.1 Sơ bộ kích thước dầm

 Dầm chính : ( ) chọn hd = 700mm ( ) (175 350) chọn 50 mm

 Dầm phụ : ( ) chọn hd = 500mm ( ) (125 250) chọn 0 mm

Ký hiệu dầm Tiết diện bxh (mm)

 Theo tiêu chuẩn TCVN 198-1997 độ dầy vách không nhỏ hơn 150 mm và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng : chọn b= 300 mm

 Tiết diện cột và dầm đƣợc chọn cuối cùng khi hàm lƣợng cốt thép trong chúng là hợp lí : trong dầm là (0.6 ) %,trong cột ( 1.2 3.0)%

 Hàm lƣợng cốt thép trong vách theo TCXDVN 198-1997: chọn 0.4% với động đất yếu , chọn 0.6% với động đất mạnh và vừa và không lớn hơn 3.5 %

Xác định tải trọng

5.5.1.Tĩnh tải sàn: a.Trọng lượng các lớp hoàn thiện sàn dựa vào cấu tạo kiến trúc lớp sàn, ta có:

Bảng 1.1 Trọng lƣợng bản thân

Bảng 1.2 Sàn nhà vệ sinh

Bảng 1.3: Tĩnh tải tác dụng lên sàn thƣợng

2.Lớp vữa lót tạo dốc 0.03 18 0.54 1.3 0.702

Tổng cộng 1.99 2.637 b.Trọng lượng tường ngăn và tường bao che

Tường ngăn giữa các khu vực và bao che trên mặt bằng đều dày 200mm Tường ngăn xây bằng gạch rỗng có  = 1500 (kg/m 3 ) Tường có cửa coi như là tường

Chiều cao tường được xác định: ht = H-hds

Trong đó: ht: chiều cao tường

H: chiều cao tầng nhà hds: chiều cao dầm hoặc sàn trên tường tương ứng

Công thức qui đổi tải trọng tường trên ô sàn về tải trọng phân bố trên ô sàn : nt,: hệ số độ tin cậy đối với tường nt=1,1

 t = 0.2(m): chiều dày của mảng tường

 t = 1500(kG/m 3 ): trọng lượng riêng của tường

Trọng lượng 1m tường dưới dầm chính : ht

Bảng 1.4 Trọng lượng tường ngăn và tường bao che

Chiều cao tường dưới dầm(m)

Chiều cao tường không dầm(m) Độ dầy tường (m)

Trọng lƣợng tường trên 1m dài dưới dầm (kN/m)

Trọng lƣợng tường trên 1m dài không dầm (kN/m)

Tầng Trọng lượng tiêu chuẩn tường trên 1m dài dưới dầm(kN/m)

Trọng lượng tiêu chuẩn tường trên 1m dài không dầm (kN/m)

Hoạt tải tiêu chuẩn ptc(kg/cm 2 ) lấy theo TCVN 2737-1995

Công trình đƣợc chia làm nhiều loại phòng với chức năng khác nhau Căn cứ vào mỗi loại phòng chức năng ta tiến hành tra xác định hoạt tải tiêu chuẩn và sau đó nhân với hệ số vƣợt tải n Ta sẽ có hoạt tải tính toán ptt(kg/cm 2 )

Tại các ô sàn có nhiều loại hoạt tải tác dụng, ta chọn giá trị lớn nhất trong các hoạt tải để tính toán

Ta có bảng tính hoạt tải sàn tầng điển hình:

Bảng 1.5 bảng tính hoạt tải sàn tầng điển hình

Hệ số n p tt (kg/cm 2 ) (kg/cm 2 )

Công trình cao 75.2m >40m nên tải gió gồm gió tĩnh và động

5.5.3.1 Thành phân tĩnh của tải gió :

 Tải trọng gió (TCVN 2737-1995 và 229-1999)

Gió tác dụng theo phương X ,Y

 Đơn vị sử dụng : o Chiều dài: m o Lực : kN

 Thành phần tĩnh của tải trọng gió wi ở độ cao Zi so với mốc chuẩn đƣợc áp dụng theo công thức :

W 0 : giá trị của áp lực gió theo phân vùng lấy theo bảng 4 và phụ lục E của TCVN 2737-1995 k i : hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao lấy theo bảng 5 của TCVN 2737-1995 c: hệ số khí động lấy theo bảng 6 của TCVN 2737-1995 γ: hệ số tin cậy của tải trọng gió

* Theo phụ lục E , TCVN 2737-1995, công trình đặt tại TP.Thanh Hóa nên công trình thuộc phân vùng gió III.B có áp lực gió Wo là :

Tra bảng 6 ta có hệ số khí động :

Hệ số k i đƣợc xác định bằng cách nội suy các giá trị trong bảng 5

* Tải trọng gió quy về tập trung tại tâm hình học các tầng của công trình:

: Thành phần tĩnh của tải trọng gió wi ở độ cao Zi so với mốc chuẩn (kN/m 2 )

S : là diện tích truyền tải của gió vào công trình tại cao trình Zi

 BX :bề rộng đón gió phương X : 28.6 m (tầng 1 dến 4) 52m (tầng 5-20)

 BY :bề rộng đón gió phương Y : 47 m (tầng 1 dến 4) 60m (tầng 5-20)

Tầng hj zj k Wj Wx Wy

5.5.3.2 Thành phần động của tải trọng gió

- Tải trọng gió gồm hai thành phần: Thành phần tĩnh và thành phần động Giá trị và phương tính toán của thành phần tĩnh tải trọng gió được xác định theo các điều khoản ghi trong tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737-1995

- Thành phần động của tải trọng gió đƣợc tính toán theo TCXD 229-

1999 Thành phần động của tải trọng gió được xác định theo các phương tương ứng với phương tính toán thành phần tĩnh của tải trọng gió

- Thành phần động của tải trọng gió tác động lên công trình là lực do xung của vận tốc gió và lực quán tính của công trình gây ra Giá trị của lực này đƣợc xác định trên cơ sở thành phần tĩnh của tải trọng gió nhân với các hệ số có kể đến ảnh hưởng của xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình

- Việc tính toán công trình chịu tác dụng động lực của tải trọng gió gồm: Xác định thành phần động của tải trọng gió và phản ứng của công trình do thành phần động của tải trọng gió gây ra ứng với từng dạng dao động

5.5.3.2.1 Trình tự tính toán thành phần động của tải trọng gió

- Sơ đồ tính toán đƣợc chọn là hệ thanh công xôn có hữu hạn điểm tập trung khối lƣợng

Hình 5 1: Sơ đồ tính toán động lực tải trọng gió lên công trình

- Chia công trình thành n phần sao cho mỗi phần có độ cứng và áp lực gió lên bề mặt công trình có thể coi nhƣ không đổi

- Vị trí của các điểm tập trung khối lượng đặt tương ứng với cao trình trọng tâm của các kết cấu truyền tải trọng ngang của công trình (sàn nhà, mặt bằng bố trí giằng ngang, sàn thao tác), hoặc trọng tâm của các kết cấu, các thiết bị cố định…

- Độ cứng của thanh công xôn lấy bằng độ cứng tương đương của công trình Có thể xác định độ cứng tương đương trên cơ sở tính toán sao cho sự chuyển dịch ở đỉnh của công trình và đỉnh của thanh công xôn cùng một lực ngang

6.5.3.2.2 Xác định thành phần động của tải trọng gió

- Tùy mức độ nhạy cảm công trình đối với tác dụng động học của tải trọng gió mà thành phần động của tải trọng gió chỉ cần kể đến tác động do thành phần xung của vận tốc gió hay hơn cả với lực quán tính của công trình Mức độ nhạy cảm được đánh giá qua tương quan giữa giá trị các tần số dao động riêng cơ bản của công trình, đặc biệt là tần số dao động riêng thứ nhất, với tần số giới hạn

- Giá trị giới hạn của tần số dao động riêng f L ứng với vùng VI và độ giảm loga của   0,3 ứng với công trình bê tông cốt thép fL = 1.7 (Hz)

Bảng 5 1: Chu kì và tần số các mode dao động

Mode Period UX UY RZ

- Số dao động riêng cần xét thỏa mãn bất đẳng thức : f s  f L  f s  1 thì chỉ cần tính thành phần động của tải trọng gió với s dạng dao động đầu tiên

- Vậy số Mode dao động cần xét là : f1 = 0,47, f2 =0,583, f3 =0,771< fL< f4=1,785

- Xét 3 Mode dao động đầu tiên f1 = 0,47, f2 =0,583, f3 =0,771 ta nhận thấy Mode 1 công trình dao động theo phương Y, Mode 2 công trình dao động theo phương X , Mode 3 công trình dao động xoắn Gió động gây ra tác động nhiều đối với công trình dao động theo một phương và ảnh hưởng ít đối với công trình chịu xoắn Vì vậy ta chỉ cần xét đến Mode 1 và Mode 2

- Gió động đƣợc tính Mode 1 có f1 = 0,47công trình dao động theo phương Y Mode 2 có f2 =0,583 công trình dao động theo phương X

 Giá trị thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j ứng với dạng dao động thứ i đƣợc xác định theo công thức :

Trong đó : W p ji ( ) : Giá trị thành phần động tiêu chuẩn

M j : Khối lƣợng tập trung của phần công trình thứ j

 i : Hệ số động lực ứng với dạng dao động thứ i, phụ thuộc vào thông số  i và độ giảm loga của dao động :

Trong đó :  : Hệ số tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1,2

W 0 : Giá trị áp lực gió W0=1.55 kN/m 2 f i : tần số dao động riêng thứ i

Xác định hệ số tương quan không gian  áp lực động của tải trọng gió ứng với các dạng dao động khác nhau của công trình

Hình 5 2: Hệ tọa độ xác định hệ số tương quan không gian v

+ Hệ số tương quan không gian  được xác định từ kết quả nội suy Bảng 4 trong TCXD 229-1999 qua các tham số và 

Xác định các tham số và theo bề mặt tính toán của công trình

Trong đó kích thước của công trình:

+ Chiều dài mặt đón gió theo phƣợng X:tầng 1 =>4: X` (m) , tầng 5=> sân thƣợng :XGm

+ Chiều rộng mặt đón gió theo phương Y : tầng 1 =>5: XR (m) , tầng6=> sân thƣợng :X(.6m

+ Chiều cao công trình H = 72.5 tính từ mặt đất

+ Hệ số động lực  đƣợc xác định thông qua nội suy từ giá trị 

Hình 5 3: Hệ số khí động

- y ji : Dịch chuyển ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j ứng với dạng dao động riêng thứ i đƣợc xác định theo công thức:

* * * * sin sinh ( os os ) ji i j i j i j i j y       B c   c   Với 3 dạng đầu tiên ta có: 1 1,1875;2 4,694;3 7,86

Với h j là khoảng cách từ điểm đặt khối lƣợng thứ j đến mặt móng của công trình

-  i : Hệ số đƣợc xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể coi nhƣ là không đổi :

 Trong đó: W Fj là giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió tác dụng lên phần thứ j của công trình: W Fj  M j   i S j

S j : diện tích đón gió của phần j của công trình

 i : Hệ số áp lực động nội suy Bảng 4 trong TCXD 229-1999

- Giá trị tính toán thành phần động của tải trọng hoặc áp lực gió đƣợc xác định theo công thức: W tt W p ji ( ) 

Trong đó:  là hệ số tin cậy của tải trọng gió lấy bằng 1,2

  1 là hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian sử dụng 50 năm

 Khối lƣợng từng tầng và tọa độ tâm khối lƣợng:

Bảng 5 2: Tâm khối lƣợng các tầng

Story Diaphragm MassX MassY XCM YCM CumMassX CumMassY XCCM YCCM XCR YCR

STORY19 D1 1572.9 1572.9 14.89 30.06 1572.89 1572.89 14.89 30.06 10.23 30.27 STORY18 D1 1608.5 1608.5 14.96 30.06 3181.40 3181.40 14.93 30.06 10.22 30.26 STORY17 D1 1608.5 1608.5 14.96 30.06 4789.91 4789.91 14.94 30.06 10.21 30.26 STORY16 D1 1608.5 1608.5 14.96 30.06 6398.41 6398.41 14.94 30.06 10.18 30.25 STORY15 D1 1608.5 1608.5 14.96 30.06 8006.92 8006.92 14.95 30.06 10.15 30.24 STORY14 D1 1608.5 1608.5 14.96 30.06 9615.43 9615.43 14.95 30.06 10.12 30.24 STORY13 D1 1608.5 1608.5 14.96 30.06 11223.93 11223.93 14.95 30.06 10.08 30.23 STORY12 D1 1608.5 1608.5 14.96 30.06 12832.44 12832.44 14.95 30.06 10.05 30.22 STORY11 D1 1608.5 1608.5 14.96 30.06 14440.95 14440.95 14.95 30.06 10.02 30.21 STORY10 D1 1662.5 1662.5 14.99 30.06 16103.49 16103.49 14.96 30.06 10.00 30.19 STORY9 D1 1721 1721 15.02 30.06 17824.52 17824.52 14.96 30.06 9.99 30.18 STORY8 D1 1721 1721 15.02 30.06 19545.54 19545.54 14.97 30.06 10.00 30.16 STORY7 D1 1721 1721 15.02 30.06 21266.57 21266.57 14.97 30.06 10.03 30.14

STORY6 D1 1721 1721 15.02 30.06 22987.59 22987.59 14.98 30.06 10.11 30.11 STORY5 D1 1674.9 1674.9 14.98 30.01 24662.50 24662.50 14.98 30.06 10.22 30.08 STORY4 D1 4138.3 4138.3 25.41 30.01 28800.79 28800.79 16.48 30.05 10.37 30.06 STORY3 D1 4425 4425 25.26 29.96 33225.79 33225.79 17.65 30.04 10.49 30.04 STORY2 D1 4509.8 4509.8 25.31 29.96 37735.62 37735.62 18.56 30.03 10.89 30.03 STORY1 D1 4312 4312 26.40 29.96 42047.58 42047.58 19.36 30.02 11.67 30.05

Khối lƣợng trong Etabs xuất ra đơn vị kN

Bảng 5.13: Gió động tác dụng lên công trình khi công trình dao động theo mode 1 và mode 2

Giá trị tính toán thành phần gió tĩnh

Giá trị tính toán thành phần gió động

Tổng tải toàn phần tính toán

Theo phương X Theo phương Y Gán vào sàn

Fx (kN) Fy (kN) Mode

Mode NONE Mode 2 Fx (kN) Fy (kN)

Bảng 5 3: Gió động tác dụng lên công trình khi công trình dao động theo mode 1 và mode 3

STT Tên Tầng Giá trị tính toán thành phần gió tĩnh

Tổng tải toàn phần tính toán Theo phương X Theo phương Y Gán vào sàn

Fx (kN) Fy (kN) Mode

Mode NONE Mode 3 Fx (kN) Fy (kN)

Bảng 5.15: Gió động tác dụng lên công trình

Giá trị tính toán thành phần gió tĩnh

Tổng tải toàn phần tính toán

Theo phương Y Gán vào sàn

Fx (kN) Fy (kN) mode 1 mode 2 mode 3 Fx

5.5.4 T NH TOÁN TẢI TRỌNG Đ NG ĐẤT

5.5.4.1 Tổng quan về động đất

 Động đất là một hiện tƣợng vật lý phức tạp đặc trƣng cho sự chuyển động hỗn loạn của vỏ trái đất, có phương và cường độ thay đổi theo thời gian Động đất thường xảy ra một cách bất ngờ và không kéo dài Và là hiện tượng dao động rất mạnh nền đất gây ra bởi một sự giải phóng năng lƣợng đột ngột của vỏ trái đất

- Trung tâm của chuyển động địa chấn, nơi phát sinh ra năng lƣợng về mặt lý thuyết đƣợc quy về một điểm gọi là chấn tiêu, hình chiếu của chấn tiêu lên bề mặt trái đất đƣợc gọi là chấn tâm

- Tác dụng của động đất lên công trình xây dựng đƣợc hiểu là sự chuyển động kéo theo của công trình khi mặt đất chuyển động hỗn loạn theo thời gian Khi công trình chuyển động sẽ phát sinh các lực quán tính, đƣợc gọi là lực động đất Khi có lực động đất tác dụng, công trình sẽ xuất hiện các phản ứng động lực (chuyển vị, vận tốc, gia tốc, ứng suất, biến dạng …) gọi là phản ứng

- Việc đánh giá chính xác phản ứng của công trình dưới tác dụng của động đất là một việc làm hết sức khó khăn và phức tạp vì có quá nhiều yếu tố ảnh hưởng đến nó Ngoài các yếu tố ghi trên bản đồ địa chấn, còn phải kể đến độ sâu chấn tiêu H, tiêu cự , tâm cự D, loại vật liệu xây dựng, hình dáng và cấu tạo, sự phân bố khối lƣợng, trình độ thi công và hàng loại các yếu tố ngẫu nhiên khác

 Chuyển động của động đất gây ra các chuyển động động trên mặt đất nhƣ : Chuyển động trƣợt ngang, chuyển động trƣợt nghiêng, chuyển động tách giãn, chuyển động hút chìm

 Kết cấu trong vùng động đất phải đƣợc thiết kế và thi công sao cho thỏa mãn những yêu cầu:

THIẾT KẾ DẦM KHUNG TRỤC 3 VÀ F

Sơ đồ tính của công trình là sơ đồ khung không gian Đối với khung bê tông cốt thép toàn khối, sơ đồ tính là trục của dầm và cột, liên kết cột và móng là liên kết ngàm , liên kết cột và dầm xem là nút cứng Cột ngàm tại mặt trên của móng, sàn đƣợc coi là tuyệt đối cứng

5.8.2.1 Nội lực và tổ hợp nội lực

- Chọn tổ hợp nội lực bao (BAO)

- Dầm trên khung trục F gồm : B347, B348, B349, B350 ,B351 ,B352, B407

- Dầm trên khung trục F gồm :B467B441,B440,B431,B432,B365

5.8.2.2 Tính toán cột thép dọc cho dầm

- Dầm đƣợc tính nhƣ tiết diện chữ T chịu uốn

- Đối với tiết diện chịu moment dương (nhịp), cánh nằm trong vùng nén tham gia chịu lực với sườn

- Chiều rộng cánh đƣợc xác định nhu sau: bf’ =b+2Sf trong đó: b – bề rộng dầm

Sf - phần nhô ra của cánh, lấy không vƣợt quá giá trị bé nhất trong các giá trị 1/6 nhịp dầm và 9hf’(hf’ =hs 0mm)

- Xác định vị trí trục trung hòa bằng cách xác định Mf:

- Nếu M Mf thì trục trung hòa đi qua cánh  tính toán với tiết diện chủ nhật bf’xh

- Nếu M Mf thì trục trung hòa đi qua cánh  tính toán với tiết diện T

- Kiểm tra hàm lƣợng thép:

- Đối với phần tiết diện chịu momen âm (gối), cánh nằm trong vùng kéo ,xem như không tham gia chịu lực với sườn, tính toán cốt thép theo tiết diện chữ nhật bxh Các công thức tính toán nhƣ sau:

 Vật liệu : o Bê tông B30 có:RbMPa o Cốt thép AI có : Rs = 225MPa đối với thép có đường kớnh < ỉ10mm o Cốt thép AIII có :Rs = 365MPa đối với thép có đường kớnh ≥ỉ10mm

SVTH: TRẦN HOÀI TOÀN-12145405 Trang: 70 o Diện tích cốt thép: o Kiểm tra hàm lƣợng cốt thép:

5.8.2.3 Tính toán cốt đai cho dầm

- Đường kính cốt đai không được nhỏ hơn 6 mm

- Cốt đai đầu tiên phải đƣợc đặt cách tiết diện nút không quá 50mm

- Trong phạm vi ẳ nhịp kể từ mộp gối tựa cốt đai đƣợc đặt dày hơn khu vực giữa dầm

- Theo kết quả nội lực Qmax= 531.92 (kN) của phần tử B148 Tầng trệt tiết diện 300x600 mm

- Kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông: o φ0b3(1 + φf + φn)Rbtbh0 = 0.6  1050  0.3  0.54= 102.08 (kN)

Vậy Qmax > φ0b3(1 + φf + φn)Rbtbh0 => phải tính cốt thép ngang (cốt đai và cốt xiên) chịu lực cắt o Chọn cốt đai ỉ10, đai hai nhỏnh n = 2 Thộp đai loại AIII cú Rsw )0MPa o Tính toán bước đai:

SVTH: TRẦN HOÀI TOÀN-12145405 Trang: 71 o o

- Vậy hệ dầm đáy không bị phá hoại do ứng suất nén

5.8.2.3.3 Tính toán đoạn neo nối cốt thép Đường kính

(mm) Đoạn neo (mm) Đoạn nối (mm)

Trong vùng bê tông chịu kéo

Trong vùng bê tông chịu nén

Trong vùng bê tông chịu kéo

Trong vùng bê tông chịu nén d 25d 20d 30d 25d

Story Beam M 3 (kN.m) b(cm) h(cm) a(cm) As(cm²) A's(cm²) μ% Load Loc SO THEP s chọn(cm2)

THIẾT KẾ CỘT

5.9.1 NỘI LỰC VÀ TỔ HỢP NỘI LỰC

- Các cặp nội lực nguy hiểm dùng dể tính cốt: Khung lảm việc không gian nen cột làm việc 2 phương X , Y tương dương nhau Do đó cột chịu nén lệch tâm xiên, theo lý thuyết tính toán nhà cao tầng thì các cặp nội lực nguy hiễm sẽ là :

Nmax, Mx, My tương ứng

Mx,max, N, My tương ứng

My,max, N, Mx tương ứng

Có độ lệch tâm lớn

- Nhƣng với sự trợ giúp của phần mềm Excel ta tính với tất cả các tổ hợp nội lực cho từng cột rồi chọn tổ hợp nội lực có giá trị tính thép lớn nhất

- Bê tông B30 có: Rb = 17 MPa

- Cốt thép AI có: Rs = 225MPa dối với đường kính 17; IL < 0 : đất sét ở trạng thái cứng o Eo = 23302.9 kPa > 10000 kPa: đất tốt

 Lớp 4: o Chiều dày lớp: > 39.6 m o 1 < IP = 6.3 < 7; 0 < IL =0.53 < 1 : Cát pha trạng thái dẻo o Eo = 27445.3 kPa > 10000 kPa: đất tốt

7.1 Tổng hợp chỉ tiêu cơ lí của đất nền

Lớp Thành phần cỡ hạt

Hệ số rỗng Độ rỗng (%) Độ bão hòa (%)

Hạn độ Atterber Độ sệt

Thí nghiệm cắt Thí nghiệm nén

Từ Đến Ƣớt Khô Đ.nổi Chảy Lăn Dẻo Độ kPa Hệ số nén

Mô đun biến dạng (kPa) m m Sạn Cát Bụi Sét W% γ o γ k γ đn G s e o n S o W L W P I P I L φ C a 100-200 E

Mực nước ngầm ổn định ở độ sâu -3m so với mặt đất tự nhiên

Hình 7.11 Mặt cắt địa chất

PH NG ÁN 1 : T NH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP

VẬT LIỆU SỬ DỤNG

- Sử dụng bê tông cấp độ bền B30, Rb = 17Mpa

- Cốt thép loại AI, RS= 225 Mpa ( đối với cốt thép Φ ≤ 10 )

- Cốt thép loại AIII, RS= 365 Mpa ( đối với cốt thép có Φ > 10 ).

KÍCH THƯỚC VÀ CHIỀU DÀI CỌC

- Chọn sơ bộ chiều cao đài cọc hđài = 2m

- Chọn chiều sâu đặt móng : hm = 2 + 0 = 2m

+ Diện tích cốt thép : As = 8Φ25 = 3925 mm 2 = 0,0039 m 2

+ Diện tích tiết diện cọc là : Ac = D x D = 0,4 x 0,4 = 0,16 m 2

- Chọn đầu cọc đập vỡ là 0,4m và 0,1m cọc ngàm vào đài

- Chiều dài của cọc nằm trong đất là :

- Cao trình tầng hầm là -3.3m, nhƣ vậy mặt trên của đài móng cũng là mặt trên của sàn tầng hầm

- Mũi cọc nằm ở cao trình -34.8m so với mặt đất tự nhiên

Hình 7.2 Chiều sâu đặt móng

SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

- Cọc nằm trong móng hoặc cọc đơn chịu tải trọng dọc trục đều phải tính theo sức chịu tải của đất nền đối với cọc chịu nén thỏa điều kiện: o c,k c,d c,d cd n k

 Nc,d : trị tính toán tải trọng nén tác dụng lên cọc ( xác định theo 7.1.13 )

 Rc,d : trị tính toán sức chịu tải trọng nén của cọc

 Rc,k : trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén của cọc, đƣợc xác định từ các trị riêng sức chịu tải trọng nén cực hạn Rc,u ( xem 7.1.12 )

 γo : hệ số điều kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức độ đồng nhất của nền đất khi sử dụng móng cọc, lấy bằng 1 với cọc đơn và lấy bằng 1.15 trong móng nhiều cọc;

 γn : hệ số tin cậy về tầm quan trọng của công trình, lấy bằng 1.2; 1.15 và 1.1 tương ứng với tầm quan trọng của công trình cấp I, II và III;

 γk : hệ số tin cậy theo đất:

Trường hợp cọc treo chịu tải trọng nén trong móng cọc đài thấp có đáy đài nằm trên lớp đất tốt, cọc chống chịu nén không kể đài thấp hay đài cao lấy γk = 1.4;

6.4.2 Sức chịu tải của cọc theo cường độ vật liệu làm cọc

Pvl = (RbAc + RsAs)

- Sức chịu tải theo vật liệu của cọc khi cọc làm việc:

- Sức chịu tải tức thời của cọc khi thi công:

6.4.3 Sức chịu tải của cọc theo các chỉ tiêu cơ lí đất đá ( Mục 7.2.2 TCVN 10304 –

- Sức chịu tải trọng nén R c,u của cọc treo hạ bằng phương pháp ép được xác định bằng tổng sức kháng của đất dưới mũi cọc và trên thân cọc:

R   ( q A  u f l ) Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền đƣợc xác định theo mục 7.2.2- TCVN 10304 –

Sức chịu tải cực hạn của cọc đơn, theo đất nền: R c u ,   c ( cq b b q A u  cf f l kN i i )( )

 Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc qb (kN/m 2 )

Bảng 8.2 - Tra Bảng 2 và Bảng 4 - TCVN 10304-2014

Kí hiệu Giá trị Giải thích

 cq 1.1 Là các hệ số làm việc của đất dưới mũi cọc và bên thân cọc có xét đến ảnh hưởng phương pháp hạ cọc

 c 1 Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất Đất dính (IL 4 nên ta tra bảng giá trị fi theo đất dính ( theo TCVN 10304: 2014)

Bảng Xác định thành phần kháng của đất trên thành cọc

Lớp phân tố Độ sâu trung bình Z (m) l i (m) Độ sệt f i

6.4.4 Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT phụ lục G.3.2 –

- Sức chịu tải cực hạn của cọc xác định theo công thức:

 qb : cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc Khi mũi cọc nằm trong đất dính qbu 9 x 187.5 = 1687.5 kN/m 2 cho cọc đóng (ép)

 cu : cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính: cu,i = 6.25 Nc,i = 6.25 x 30 = 187.5 kN/m 2

 Nc,i : chỉ số SPT trung bình trong lớp đất dính thứ “i”

 Ns,i : chỉ số SPT trung bình trong lớp đất rời thứ “i”

 Ab : diện tích cọc tựa lên đất, Ab = 0.16 m 2 ;

 u : chu vi tiết diện ngang thân cọc, u = 1.6m;

 lc,i : chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ “i”

 ls,i :chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ “i”

 fs,i : cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ “i” fs,i ,

 fc,i : cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ “i”: c,i p L u,i f   f c

 αp : hệ số điều chỉnh cho cọc đóng, phụ thuộc vào tỷ lệ giữa sức kháng cắt không thoát nước của đất dính cu và trị số trung bình của ứng suất pháp hiệu quả thẳng đứng;

 fL : hệ số điều chỉnh theo độ mảnh h/d của cọc đóng;

Hình 8.2 : Biểu đồ xác định hệ số α P và f L

Bảng 8.3: Cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc: Đối với các lớp đất dính 1 và 3

Tổng 574.72 Đối với lớp đất cát 2: fs,i ,

6.4.5 Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền

Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền được xác định theo mục G1 & G2, Phụ lục G - TCVN 10304 – 2014:

Bảng 0.4 Bảng thông số tính toán

Chỉ tiêu Kí hiệu Giá trị Đơn vị

Loại đất dưới mũi cọc Đất dính

Lớp đất dưới mũi cọc có   16 0 58’ độ

Lực dính tại mũi cọc c = 59.3 kN/m 2

Chỉ số SPT của lớp đất mũi cọc SPT 30

Trạng thái đất dính Cứng

Trong đẩy nổi của đất tại mũi  dn  10.8 kN/m 2

Sức chịu tải cực hạn: R c u , q A u b b   f l kN i i ( )

Tính toán sức kháng của đất dưới mũi cọc  q A b b  :

 Sức kháng của đất dưới mũi cọc: q b

 Ab - diện tích tiết diện mũi cọc, Ap = 0.16(m 2 )

 qb - cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc

 q',b – áp lực hiệu quả lớp phủ tại cao trình mũi cọc

 c : lực dính tại mũi cọc

 N’c, N’q: Hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc: N’c = 9

Vì đất dưới mũi cọc là đất dính, nên cường độ sức kháng tại mũi cọc: q b c N u ' c

Với cu là cường độ sức kháng không thoát nước của lớp đất dính, xác định bằng cách: cu = 6.25Nc = 6.25x30 = 187.5(kN/m 2 ) ; với Nc là chỉ số SPT của đất dưới mũi cọc

Vậy sức kháng tại mũi cọc là: q b c N u ' c 187.5 9 1687.5(  kN m/ 2 )

 Cường độ sức kháng dưới mũi cọc:

Tính toán sức kháng trung bình của đất lên thân cọc : u  f l i i

 u chu vi tiết diện ngang của thân cọc u = 1.6 m

 li chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên cọc

 fi ma sát đơn vị diện tích mặt bên cọc, tính theo công thức: Đất dính fi =  c u i , Đất cát pha fi = k i  vi  tan + C Trong đó:

+ Cu,i cường độ sức kháng không thoát nước của lớp đất thứ i; Cọc BTCT lấy Cu,i 6.25Nc,i (Nc,i: chỉ số SPT trong lớp đất thứ i),

+ α: hệ số phụ thuộc đặc điểm lớp đất trên lớp dính, loại cọc, phương pháp hạ cọc (tra trên biểu đồ Hình G1-TCVN 10304-2014)

+ ki: hệ số áp lực ngang của đất lên cọc; phụ thuộc loại cọc (tra Bảng G1- TCVN 10304-2014)

+  v i , : ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương đứng trung bình trong lớp đất thứ i

Bảng 8.5 – Sức kháng trung bình của đất lên thân cọc

(m) Độ sâu (m) Loại đất N SPT C u

Với lớp đất rời (2) fi = k i  v  tan+C = 1 240.3 tan(25 23') 14.3 128.3   0   kN/m 2 fixli = 128.3 x 22 = 2822.6 kN/m

Vậy sức kháng của đất lên thân cọc: n i i 1.6 (399.28 2822.6) 5155.01( ) i u  f l     kN

Sức chịu tải cực hạn của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất là:

Sức chịu tải thiết kế của cọc

Bảng 8.7 – Tổng hợp sức chịu tải của cọc Sức chịu tải cực hạn của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền (kN) Rc,u1 = 4024.16

Sức chịu tải cực hạn của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền (kN) Rc,u2 5425.01 Sức chịu tải cực hạn của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn (kN) Rc,u3 = 4121.7

Sức chịu tải cực hạn của cọc theo đất nền

(kN) min (Rc,u1 , Rc,u2 , Rcu3) 4121.7

Sức chịu tải cho phép của cọc theo đất nền

Sức chịu tải cho phép của cọc theo vật liệu

(kN) Pc,a = 4235.8 min (Rc,a , Pc,a) = 4121.7

 Vậy sức chịu tải cho phép của cọc: Rc,a = 4121.7 0 4121.7 1.15

Vậy lấy giá trị sức chịu tải của cọc là Ptk= 2800 (kN) để cọc không bị phá hoại khi ép Hai giá trị sức chịu tải theo vật liệu trong giai đoạn thi công và theo đất nền chênh lệch nhau 1.5 lần

KIỂM TRA CẨU LẮP CỌC

- Các móc cẩu trên cọc đƣợc bố trí ở các điểm cách đầu và mũi cọc những khoảng cố định sao cho mômen dương lớn nhất bằng mômen âm có trị số tuyệt đối lớn nhất

- Trọng lƣợng bản thân cọc phân bố trên 1 m dài : q = n  b  h  bt  kđ = 1.1  0.4  0.4  25  1.5 = 6.6 kN/m

 kđ : hệ số động, lấy kđ = 1.5;

Hình 8.3 Sơ đồ tính giai đoạn cẩu cọc

Hình 8.4 Sơ đồ tính giai đoạn dựng cọc

 Chọn Mmax = 44.88 kNm để kiểm tra

 Bê tông B30 có Rb = 17 MPa, cốt thép AIII có Rs = 365 Mpa

 Chọn lớp bảo vệ a = 40 mm, h0 = h – a = 400 – 40 = 360 mm

 Vậy cốt thép chọn thỏa điều kiện kiểm tra

 Chọn 1ỉ16 ( As = 201 mm 2 ) làm múc treo

 Tính đoạn thép neo móc treo vào trong cọc:

THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP M1

6.7.1 Tải trọng dung để tính toán

Xuất nội lực tính toán bằng phần mềm Etabs Lựa chọn tổ hợp nội lực Nmax và các nội lực tương ứng để tính toán

Story Column Load Loc P Qx Qy T My Mx

6.7.2 Xác định số cọc và bố trí

Mặt bằng bố trí cọc M1 Kích thước đài Bđ × Lđ × Hđ = 3200 × 3200 × 2000 mm

Nội lực tính toán đáy đài :

Wđ = Bđ ×Lđ ×Hđ × γđ = 3.2×3.2×2×25 = 512 (kN)

 MXđ = MX + QY.Hd = 92.11 + 15.94 x 2 = 124 kNm;

 MYđ = MY +FX.Hd = 21.55 + 11.99 x 2 = 45.53 kNm;

- Lực truyền xuống các cọc: i tt tt X tt 2 i Y tt 2 i i i

Bảng Tính toán phản lực đầu cọc ở cột C57

Kiểm tra phản lực đầu cọc móng dưới cột C57 với cặp nội lực 1 dùng tính toán

Pmax = 1944.7 kN < Qtk = 2800 kN  Thỏa

Pmin = 1895.97 kN > 0 vậy cọc không bị nhổ

6.7.3 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng

Hình Kiểm tra xuyên thủng cho khối móng M6

→ Tháp xuyên thủng phủ đầu cọc nên không cần kiểm tra xuyên thủng của cọc

6.7.4 Kiểm tra ổn định đất nền và độ lún móng

Xác định khối móng quy ước :

 Góc ma sát trong trung bình của các lớp đất mà cọc đi qua:

 Chiều dài, chiều rộng và chiều cao của đáy khối móng qui ƣớc:

6.7.5 Kiểm tra áp lực đáy khối móng quy ước:

 Trọng lƣợng khối móng quy ƣớc:

Wqum = Lqu ×Bqu×Zi × γi + 6.Lcọc.γbt.Acọc

 Lực tâm đáy móng quy ƣớc:

SVTH: TRẦN HOÀI TOÀN-12145405 Trang: 117 t tt qum c N 7861.34

 Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối qui ƣớc: tc tc tc y x max tc tc km km c km k t m

 tc tc tc y x min tc tc km km km km

 Áp lực tính toán của khối móng quy ƣớc tác dụng lên nền (theo 4.6.9 - TCVN 9362:2012):

 m1, m2 : lần lƣợt là hệ số điều kiện làm việc của nền đất và hệ số điều kiện làm việc của công trình có tác dụng qua lại với nền, m1 = 1.2; m2 = 1;

 ktc : hệ số tin cậy; không thí nghiệm trực tiếp ktc = 1.1;

 A,B,D : hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào trị tính toán của góc ma sát trong φII;

 Đất nền dưới mũi cọc có φ = 16 0 58 ’ suy ra A =0.3945 ; B =2.578 ; D = 5.15

 Bm = Lm = 9.3 m: cạnh bé của khối móng;

 h = 29.5 m: chiều sâu đặt khối móng quy ƣớc;

 γII ’ : trị trung bình (theo từng lớp) của trọng lƣợng thể tích đất nằm trên độ sâu đặt móng; i i

  max tc tc tc min 2 tb

 γII : trị trung bình (theo từng lớp) của trọng lượng thể tích đất nằm dưới độ sâu đặt móng, γII = 10.6 kN/m 3 ;

 cII = 59.3 kN/m 2 : trị tính toán của lực dính đơn vị nằm trực tiếp dưới đáy móng;

Ta có: tc 2 tc 2 max tc 2 min tc 2 tc 2 tb

 Như vậy nền đất dưới khối móng quy ước thỏa điểu kiện về ổn định

6.7.6 Kiểm tra lún của khối móng quy ước :

 Áp lực bản thân đất nền của đáy móng khối quy ƣớc : bt 2 σ =γ 0 i ×L =2.7×10.1+22×10.6+6.8 10.8= 333.91 kN/m i 

 Ứng suất gây lún ở đáy móng khối quy ƣớc: σo gl = σtc tb – σo bt = 421.135 – 333.91 = 87.225 kN/m²

 Chia lớp đất dưới đáy móng khối qui ước thành nhiều lớp có chiều dày hi= 0.5m Tính ứng suất gây lún cho đến khi nào thỏa điều kiện σ bt i ≥ 5σ gl i

 Tính lún theo công thức: i gl i i i

 Điều kiện kiểm tra: S < [Sgh] = 8cm (Bảng 16 – TCVN 9362:2012)

      bt i i 1 bt  i i h : ứng suất gây lún tại đáy lớp thứ i;

   i gl k 0i  gl z 0  : ứng suất gây lún tại tâm đáy khối móng quy ƣớc;

 k0i : tra bảng, phụ thuộc vào tỉ số qu qu

 β = 0.8 : hệ số phụ thuộc vào hệ số biến dạng ngang;

Vị trí Z(m) Z/Bm ko σibt σigl E σibt/ σigl si kN/m 2 kN/m 2 kN/m 2 m

Tổng độ lún 0.05060 Độ lún của nền đƣợc tính theo công thức:

S = 5.06 cm < [Sgh] = 8 cm  Thỏa điều kiện cho phép

6.7.7 Tính toán cốt thép đài cọc :

Bê tông có cấp độ bền B30 : Rb = 17 MPa, Rbt = 1.05 MPa

Cốt thép AIII có Rs = Rsw = 365 MPa

Hình Sơ đồ tính toán thép đài móng

 Tính thép trong đài theo phương X :

THIẾT KẾ MÓNG LÕI THANG

6.8.1 Tải trọng dùng để tính toán :

6.8.2 Xác định số cọc và bố trí

 Xác định số lƣợng cọc :

Hình Mặt bằng bố trí cọc lõi thang

 Kích thước đài: Bđ×Lđ×Hđ = 142.8m×20mx2m

10 Nội lực tính toán đáy đài:

Wđ = Bđ ×Lđ ×Hđ × γđ = 12.8×20×2×25 = 12800 kN

- Độ cứng của cọc đơn có thể tính theo công thức theo 7.4.2 – TCVN 10304:2014; coc 1

 G1 = Eo1/2(1+)=0.4Eo1 = 0.4x29095.8 = 11638.3kN/m 2 : Môđun trƣợt đƣợc lấy trung bình đối với toàn bộ các lớp đất thuộc phạm vi chiều sâu hạ cọc;

 G2 = 0.4Eo2 = 0.4x25928.76 = 10371.5 kN/m 2 : đƣợc lấy trong phạm vi bằng 0,5l , từ độ sâu l đến độ sâu 1,5l;

  ( Mô đun biến dạng trung bình đối với toàn bộ các lớp đất thuộc phạm vi chiều sâu hạ cọc);

 Eo2 :Mô đun biến dạng trung bình trong phạm vi bằng 0,5l , từ độ sâu l đến độ sâu 1,5l

  = 0.25: hệ số poatxong của đất;

 β : hệ số xác định theo công thức:

 β’ = 0.17 ln (kn G1l/G2d) = 0.869 : hệ số tương ứng cọc cứng tuyệt đối (EA = ∞);

 α’ = 0.17 ln (knl/d) = 0.85: giống như β’ nhưng đối với trường hợp nền đồng nhất có đặc trƣng G1 và γ1;

  = EA/G1l 2 = 32.5x10 6 x0.16/11638.3x29.5 2 = 0.513: độ cứng tương đối của cọc;

 EA : độ cứng thân cọc chịu nén, tính bằng MN;

 kn : hệ số đƣợc xác định theo công thức: kn = 2.82 – 3.78+2.18 2 =2.01125

 Các dãy trong SAFE: chia thành các dãy trên đầu cọc Có bề rộng dãy b=0.6+0.6=1.2m, riêng các dãy biên có bề rộng b = 0.6 + 0.6 = 1.2 m

 Gán các thông số và giải bài toán:

- Kết quả phản lực đầu cọc từ Safe

Pmin 50.812 kN > 0 vậy cọc không bị nhổ

6.8.4 Kiểm tra ổn định đất nền và độ lún móng:

14 Xác định khối móng quy ước:

Xác định khối móng quy ước :

Kiểm tra áp lực đáy khối móng quy ước:

- Lực tâm đáy móng quy ƣớc: tt t qum c N 263339

 Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối qui ƣớc: tc tc tc y x max tc tc km km km k

SVTH: TRẦN HOÀI TOÀN-12145405 Trang: 126 tc tc tc y x min tc tc km km km k

 tc t b ma tc x tc min 793.2 750.8 2

 Đất nền dưới mũi cọc có φ = 16 0 58 ’ suy ra A =0.3945 ; B =2.578 ; D = 5.15

 Bm = Lm = 19.1 m: cạnh bé của khối móng;

 h = 29.5 m: chiều sâu đặt khối móng quy ƣớc;

Kiểm tra lún của khối móng quy ƣớc :

 Áp lực bản thân đất nền của đáy móng khối quy ƣớc : bt 2 σ =γ 0 i ×L =2.7×10.1+22×10.6+6.8 10.8= 333.91 kN/m i 

 Ứng suất gây lún ở đáy móng khối quy ƣớc:

SVTH: TRẦN HOÀI TOÀN-12145405 Trang: 127 σo gl = σtc tb – σo bt = 572– 333.91 = 238kN/m²

 Chia lớp đất dưới đáy móng khối qui ước thành nhiều lớp có chiều dày hi= 2m Tính ứng suất gây lún cho đến khi nào thỏa điều kiện σ bt i ≥ 5σ gl i

Bảng 8.14: Tính lún từng lớp phân tố

Vị trí Z(m) Z/B m k o σ ibt σ igl E σ ibt/ σ igl s i kN/m 2 kN/m 2 kN/m 2 m

Vậy S = 0.07958 cm < [Sgh] = 8 cm thỏa điều kiện lún

6.8.5 Tính toán thép đài cọc:

 Kết quả momen xuất từ SAFE:

Bảng 8.15: Kết quả tính toán cốt thép đài móng lõi thang theo phương X

Thép M b ho α ξ As ố trí Asc kNm m m mm 2 mm²

Bảng 8.16: Kết quả tính toán cốt thép đài móng lõi thang theo phương Y

PH NG ÁN 2 MÓNG CỌC KHOAN NHỒI BÊ TÔNG CỐT THÉP

VẬT LIỆU SỬ DỤNG

 Sử dụng bê tông cấp độ bền B30

 Cốt thộp loại AI (đối với cốt thộp cú ỉ ≤ 10)

 Cốt thộp loại AIII (đối với cốt thộp cú ỉ >10)

6.10 K H TH Ớ , THÉP TRONG ĐÀI ỌC – CỌC:

 Thiết kế mặt đài trùng mép trên kết cấu sàn tầng hầm, ở độ sâu -3.3 m so với cốt mặt đất tự nhiên

 Chọn sơ bộ chiều cao đài móng: Hd= 2 m

 Chiều sâu đặt đáy đài: -5.5m so với cốt mặt đất tự nhiên

 Chọn đường kính cọc D = 1000 mm => Ab = πR 2 = 3.14x0.5 2 = 0.785m 2

 Mũi cọc đặt ở độ sâu -79.5m kể từ mặt sàn tầng hầm -5.5m

 Chiều dài cọc nằm trong đất: Lcọc = 79.5 - 5.5 - 2 = 72 m

 Đối với cọc chịu nén: hàm lƣợng thép dọc ≥ 0,2 – 0,5%

 Sử dụng thép đai Ф8 vòng xoắn liên tục cách nhau 200mm

6.11 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC:

 Nc,d : trị tính toán tải trọng nén tác dụng lên cọc;

 Rc,d : trị tính toán sức chịu tải trọng nén của cọc;

 Rc,k : trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén của cọc, đƣợc xác định từ các trị riêng sức chịu tải trọng nén cực hạn Rc,u;

 γk : hệ số tin cậy theo đất, móng một cọc chịu nén dưới cột, nếu là cọc đóng ép chịu tải trên 600 kN, hoặc cọc khoan nhồi chịu tải trên 2500 kN, γk = 1.6;

6.11.2 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc theo tiêu chuẩn 10304: 2014 Đối với cọc khoan nhồi, sức chịu tải cực hạn của cọc theo vật liệu xác định theo công thức:

Ab: Diện tích tiết diện ngang cọc (m 2 )

As: Diện tích tiết diện ngang cốt thép (m 2 )

Rs : Cường độ tính toán cốt thép

As = 50.24cm 2 (1620) (Hàm lƣợng cốt thép không nên nhỏ hơn 0.2 0.5%  )

Ab = 0.7850m 2 (Cọc có đường kính d = 1m)

As : diện tích tiết diện cốt thép dọc trục, As = 50.24 cm 2 ;

6.11.3 Sức chịu tải của cọc theo các chỉ tiêu cơ lý đất đá ( Mục 7.2.3 TCVN 10304 :

- Sức chịu tải trọng nén R c,u của cọc khoan (đào) nhồi (có xét đến động đất) đƣợc xác định theo công thức:

 γc : hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, γc = 1;

 γcp : hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi, đổ bê tông bằng phương pháp vữa dâng γcp = 0.9;

 γcf : hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc, γcf = 0.9;

 qb : cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc

 Trong đó: γ'1: dung trọng tính toán trung bình dưới mũi cọc γ1: dung trọng tính toán trung bình trên mũi cọc d đường kính cọc, h chiều cao cọc đi qua kể từ mặt đất tự nhiên hoặc mặt đất thiết kế α1, α2, α3, α4 hệ số không thứ nguyên lấy theo bảng 6 nhân với hệ số chiết giảm 0.9 theo TCVN 10304-2014

Tính cường độ sức kháng của đất mũi qb: d=1m; hpm;   28 11 0 0 ;

 u : chu vi tiết diện ngang thân cọc, u = πD = 3.14 m;

 fi : cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i;

 Ab : diện tích cọc tựa lên đất, Ab = πR 2 = 0.785 m 2 ;

 li : chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ “i”; xác định thành phần kháng của đất trên thành cọc Đối với lớp đất sét 1 và 3

Lớp Lớp phân tố Độ sâu tb Z (m) l i Độ sệt f i

SVTH: TRẦN HOÀI TOÀN-12145405 Trang: 134 Đối với lớp đất cát pha 2

Lớp Lớp phân tố Độ sâu trung bình Z (m) l i (m) Cát bụi f i

Tổng 746.74 Đối với lớp đất cát 4

Lớp Lớp phân tố Độ sâu tb Z (m) l i cát bụi f i

 Sức chịu tải trọng nén Rc,u

6.11.4 Sức chịu tải của cọc theo phụ lục G.3.2 – TCVN 10304:2014:

 qb : cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc Khi mũi cọc nằm trong đất rời qb0NP 150x 40 = 6000 kN/m 2 cho cọc khoan nhồi

 cu : cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính: cu,i = 6.25 Nc,i

 u : chu vi tiết diện ngang thân cọc, u = 3.14 m;

 fs,i : cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ “i”

 fc,i : cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ “i”:

 αP : hệ số điều chỉnh cho cọc đóng, phụ thuộc vào tỷ lệ giữa sức kháng cắt không thoát nước của đất dính cu và trị số trung bình của ứng suất pháp hiệu quả thẳng đứng;

 fL : đối với cọc khoan nhồi fL = 1;

Bảng 8.18: Cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc:

Với lớp đất dính 1 và 3

Với lớp đất rời 2 và 4

Chiều dày Độ sâu tb Nspt fsi fsilsi

6.11.5 Sức chịu tải cực hạn: R c,u = q b *A b +uΣf i *l i (kN):

Bảng: Bảng thông số tính toán

Chỉ tiêu Kí hiệu Giá trị

Loại đất dưới mũi cọc Đất cát

Lớp đất dưới mũi cọc có = 28 0 11’

Lực dính tại mũi cọc c = 9.2

Trong lương riêng của đất tại mũi  20.1 kN/m 3

 Tính toán sức kháng của đất dưới mũi cọc  q A b b  :

( ' ' ,p ' ) b c q q  cN q  N o q' ,b – áp lực hiệu quả lớp phủ tại cao trình mũi cọc

, p 0.7 10.1 22 10.6 12.2 10.8 35.1 10.6 744.09 / q           kN m o c : lực dính tại mũi cọc o N’c, N’q: Hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc(Tra bảng của Vecsic)

→ q b  9.2 14.72 744.09 5.8 4451.15     kN m / 2 Cường độ sức kháng dưới mũi cọc:

 Tính toán sức kháng trung bình của đất lên thân cọc : u  f l i i

 u chu vi tiết diện ngang của thân cọc u = m

 fi ma sát đơn vị diện tích mặt bên cọc, tính theo công thức: Đất dính fi = cu,i Đất cát pha fi = ki.'v,z.tgφ + c Với:

+ ' v i , : ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương đứng trung bình trong lớp đất thứ i

Bảng– Sức kháng trung bình của đất lên thân cọc

Với lớp đất rời (4) fi = k i  v  tan+C = 0.5 558.1 tan(28 11') 9.2 158.7   0   kN/m 2 fixli = 158.7 x 35.1 = 5571 kN/m

Vậy sức kháng của đất lên thân cọc: n Si i 3.14 (812.53 2822.6 5571) 28907.6( ) i u  f  l     kN

Sức chịu tải cực hạn của cọc: R c,u = q b *A b +uΣf i *l i = 4451.15x0.785 + 28907.6

Sức chịu tải cho phép: , , 32401 7 16200.8 c u 2 k

6.11.6 Sức chịu tải thiết kế của cọc: min  Pvl ; Rc,u 1 ; Rc,u 2 ; Rc,u 2  = min  9031.4; 8209.2; 9547.3 ; 16200.8 = 8209.2 kN

- Từ công thức tình độ lún của cọc đơn tính toán theo 7.4.2 – TCVN 10304:2014 ta có:

 G1 = Eo1/2(1+)=0.4Eo1 = 0.4x27821.3 = 11128.5 kN/m 2 : Môđun trƣợt đƣợc lấy trung bình đối với toàn bộ các lớp đất thuộc phạm vi chiều sâu hạ cọc;

 G2 = 0.4Eo2 = 0.4x27445.3 = 10978 kN/m 2 : đƣợc lấy trong phạm vi bằng 0,5l , từ độ sâu l đến độ sâu 1,5l;

( Mô đun biến dạng trung bình đối với toàn bộ các lớp đất thuộc phạm vi chiều sâu hạ cọc);

 Eo2 = 27445.3 kN/m 2 : Mô đun biến dạng trung bình trong phạm vi bằng 0,5l , từ độ sâu l đến độ sâu 1,5l;

  = EA/G1l 2 = 32.5x10 6 x0.785/11128.5x70 2 = 0.468: độ cứng tương đối của cọc;

THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI M1 6.13 Tải trọng dùng để tính toán:

Xác định số cọc và bố trí:

Hình Mặt bằng bố trí cọc móng M1

 Kích thước đài: Bđ×Lđ×Hđ = 5m×5m×2m

6.15 Nội lực tính toán đáy đài:

Wđ = Bđ ×Lđ ×Hđ × γđ = 5×5×2×25 = 1250 kN

 MXđ = MX + QY.Hd = 119.71 + 10.39 x 2 = 140.49 kNm;

 MYđ = MY +QX.Hd = 55.724 + 27.18 x 2 = 110.08 kNm

Tải trọng tác dụng lên đầu cọc: 2 2 tt tt tt y i x i tt i i i

Kiểm tra điều kiện: max 1949.47 8200 i tk tk

6.16 Kiểm tra xuyên thủng của móng cọc khoan nhồi :

Kiểm tra xuyên thủng cho khối móng dưới cột M1 :

Hình Kiểm tra xuyên thủng cọc khoan nhồi móng M1

Góc mở 45 0 từ mép cột phủ cả 2 cọc

→ Tháp xuyên thủng phủ cọc nên không cần kiểm tra xuyên thủng cọc

6.17 Kiểm tra ổn định đất nền và độ lún móng:

6.17.1 Xác định khối móng quy ước:

 Lực tâm đáy móng quy ƣớc: tt t qum c N 7681.34

 Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối qui ƣớc:

SVTH: TRẦN HOÀI TOÀN-12145405 Trang: 144 tc tc tc y x max tc tc km km km k

  tc tc tc y x tc tc km km km k tc min m 2

  max tc tc tc min 2 tb

 Đất nền dưới mũi cọc có φ = 28 0 11 0 suy ra A =0.9834 ; B =4.9338 ; D = 7.3983

 Bm = 19.1 m: cạnh bé của khối móng;

6.17.3 Kiểm tra lún của móng khối quy ước:

 Áp lực bản thân đất nền của đáy móng khối quy ƣớc :

SVTH: TRẦN HOÀI TOÀN-12145405 Trang: 145 bt 2 σ =γ 0 i ×L =2.7×10.1+22×10.6 + 12.2 10.8 + 35.1 10.6 = 764.3 kN/m i  

6.17.4 Tính toán thép đài cọc: ác bước tính toán:

 Tính thép cho đài nhƣ thanh công xon một đầu ngàm tại chân cột một đầu tự do chịu tác dụng của phản lực đầu cọc nằm trong phạm vi thanh chịu uốn

6.18 Tải trọng dùng để tính toán :

6.19 Xác định số cọc và bố trí

 Kích thước đài: Bđ×Lđ×Hđ = 14m × 20m x 2m

6.20 Nội lực tính toán đáy đài:

 Trọng lƣợng của đài: o Wđ = Bđ ×Lđ ×Hđ × γđ = 14×20×2×25 = 14000 kN

SVTH: TRẦN HOÀI TOÀN-12145405 Trang: 149 o Pđ = P + Wđ = 19447.5 + 14000 = 208427.5 kN; o MY = M2đ = M2 + V3.Hd = 39713 + 1768.13x2 = 43249.3 kNm; o MX = M3đ = M3 + V2Hd = 52465 – 263.33x2 = 51938.34 kNm;

 Xuất mô hình từ ETABS sang SAFE, sử dụng các tính năng của SAFE để giải nội lực đài móng vách lõi

 Độ cứng của cọc đơn có thể tính theo công thức:

 Các dãy trong SAFE: chia thành các dãy trên đầu cọc Có bề rộng dãy b=1+1=2m, riêng các dãy biên có bề rộng b = 0.8 + 1 = 1.8 m

Hình Chia dãy trip cho đài móng

6.21 Xác định khối móng quy ước:

6.22 Kiểm tra áp lực đáy khối móng quy ước:

SVTH: TRẦN HOÀI TOÀN-12145405 Trang: 152 tt qum tc N 194427.5

 Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối qui ƣớc: tc tc tc y x max tc tc km km km km

  tc tc tc y x max tc tc km km km km

           Ta có: tc 2 tc 2 max tc 2 min tc 2 tc 2 tb

6.23 Kiểm tra lún của móng khối quy ước:

 Áp lực bản thân đất nền của đáy móng khối quy ƣớc : bt 2 σ =γ 0 i ×L =2.7×10.1+22×10.6 + 12.2 10.8 + 35.1 10.6 = 764.3 kN/m i  

 Ứng suất gây lún ở đáy móng khối quy ƣớc: σo gl = σtc tb – σo bt = 990.4 – 764.3= 226.1kN/m²

6.24 Tính toán thép đài cọc:

SVTH: TRẦN HOÀI TOÀN-12145405 Trang: 155 ác bước tính toán:

SVTH: TRẦN HOÀI TOÀN-12145405 Trang: 157 s R b b min max o s