Các số liệu, tài liệu ban đầu:- File Autocad bản vẽ kiến trúc, kết cấu nếu có đã được GVHD chính duyệt;- Địa điểm xây dựng: TP Đà Nẵng;- Quy mô: 10 tầng nổi+hầm, diện tích 1 tầng 22x28m;
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ThS.KTS.LÊ THỊ KIM ANH SINH VIÊN THỰC HIỆN : TRẦN HUỲNH
- THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG
- THIẾT KẾ MẶT BẰNG TẦNG HẦM – TẦNG MÁI
- THIẾT KẾ MẶT ĐỨNG TRỤC CHÍNH, BÊN
- THIẾT KẾ MẶT CẮT A-A , B-B Đà Nẵng, ngày tháng năm 2022
Chương 1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH
1.1 Sự cần thiết phải đầu tư
Với những lợi thế về điều kiện tự nhiên, TP Đà Nẵng luôn xem ngành du lịch là ngành kinh tế mũi nhọn, tập trung phát triển du lịch, dịch vụ, cơ sở hạ tầng, môi trường,… để luôn là một thành phố đẹp đẽ trong mắt du khách trong và ngoài nước, một thành phố đáng sống cho người dân Đà Nẵng Sự tăng trưởng mạnh mẽ của ngành du lịch của Đà Nẵng những năm gần đây đã tạo sức ép tích cực, thúc đẩy thành phố quyết liệt hoàn thiện, phát triển ngành dịch vụ, cơ sở hạ tầng, giao thông,… Đây cũng chính là yếu tố tạo nền tảng mạnh mẽ giúp thị trường bất động sản Đà Nẵng tăng nhiệt, trở thành khối nam châm khổng lồ thu hút các dòng vốn đầu tư địa ốc trong và ngoài nước Những năm gần đây, hàng loạt các dự án nhà cao tầng đã được xây dựng như Trung tâm hành chính thành phố, Novotel, Azura, F-home… làm nơi làm việc, các khách sạn, chung cư cao tầng,… giải quyết các như cầu về cơ sở hạ tầng, tô vẽ thêm vẻ đẹp cho thành phố và trở thành các điểm nhấn cho mỹ quan đô thị, chất lượng đời sống người dân được lãnh đạo thành phố chú trọng và giá cả thị trường phải chăng so với các thành phố khác trong nước nên nhu cầu nhà ở để sinh sống tại thành phố Đà Nẵng là rất lớn những năm gần đây và ngày một tăng trong khi quỹ đất có hạn, giá đất nền khu vực nội thành đắt đỏ nên không phù hợp cho người có thu nhập trung bình trở xuống, vì vậy để tạo điều kiện được sinh sống, làm việc tại ngay trung tâm thành phố Đà Nẵng với nhiều dịch vụ hiện đại, thuận tiện việc đi làm,… nhiều dự án chung cư cao tầng đã được thực hiện đem lại các lợi ích như chi phí sở hữu chỉ bằng khoảng 30- 50% so với nhà phố, ở trung tâm hoặc gần trung tâm thành phố, có đầy đủ các tiện ích như siêu thị, hồ bơi, dịch vụ ăn uống, vệ sinh, làm đẹp, thể thao, chỗ để ô tô,… an ninh đảm bảo, đa dạng kích thước mẫu mã, hứa hẹn mang đến cho chủ nhân các căn hộ một cuộc sống như ý, đồng thời việc xây dựng các chung cư cao tầng giúp tiết kiệm quỹ đất thành phố, tạo nên mỹ quan đẹp đẽ, hiện đại cho thành phố.
Vì lẽ đó, tòa nhà chung cư LAPAZ TOWER được cấp phép xây dựng tại số 38 Nguyễn Chí Thanh, Q Hải Châu, TP.Đà Nẵng, ngay trung tâm thành phố, mang lại các căn hộ với chất lượng tốt, giá cả phù hợp cho những người có thu nhập trung bình.
1.2 Đặc điểm , vị trí, điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng
1.2.1Vị trí - địa điểm khu vực xây dựng
Công trình chung cư LAPAZ TOWER tọa lạc ngay trung tâm Thành phố Đà
Nẵng, tại số 38 Nguyễn Chí Thanh, Q Hải Châu với các đặc điểm:
+ Phía Đông: Giáp đường Nguyễn Chí Thanh, một trong những trục đường chính của TP Đà Nẵng
+ Phía Bắc, phía Nam, phía Tây: giáp khu dân cư
+ LaPaz Tower có hướng chính là hướng Đông, nhìn ra sông Hàn chảy qua thành phố và chiếc cầu quay duy nhất tại Việt nam; cách Trung tâm hành chính thành phố Đà
+ LaPaz Tower kết nối thuận tiện với hệ thống nhà ga, sân bay Đà Nẵng, trường học, bệnh viện, Nhà hát, siêu thị, Ngân hàng…chỉ cần 15 phút di chuyển bằng xe máy.
Cấu tạo các lớp đất từ trên mặt đất tự nhiên (0.00) xuống dưới đến cốt -40m:
+ Lớp 4: Cát hạt trung, dày 6,6m
+ Lớp 5: Cát lẫn cuội sỏi, chiều dày chưa kết thúc trong phạm vi mũi khoan 40m Mực nước ngầm ổn định cách mặt đất tự nhiên 3,725m
1.3 Hình thức và quy mô đầu tư công trình
La Paz Tower mang nét kiến trúc căn hộ hiện đại kết hợp các tiện ích của cuộc sống văn minh Kiến trúc hài hòa giữa phương đứng và phương ngang tạo sự bề thế và vững chắc Việc kết hợp khéo léo giữa chất liệu và màu sắc tạo cảm giác cân bằng, thanh thoát Kiến trúc tổng thể tính toán khoa học cho vệ sinh môi trường, hệ thống thoát nước, phòng chống cháy nổ, lối thoát hiểm.
- Diện tích khu đất xây dựng: 811.40 m 2
- Bao gồm: 1 tầng hầm và 10 tầng nổi
1 tầng hầm để xe và bố trí các phòng kỹ thuật : cao 3m, SX5 m 2
Tầng 1 và 2 dùng làm văn phòng cho thuê và siêu thị mini: cao
Tầng 3-8 là các căn hộ cho thuê: cao 3.4m, tầng bao gồm 7 căn hộ với quy cách sau:
Căn hộ loại A (2 căn): S,6 m 2 , bố trí 2 phòng ngủ
Căn hộ loại B (2 căn): Ss,96 m 2 , bố trí 2 phòng ngủ
Căn hộ loại C (1 căn): Sx,11 m 2 bố trí 2 phòng ngủ
Căn hộ loại C1 (1 căn): S,47 m 2 bố trí 2 phòng ngủ
Căn hộ loại D (1 căn): SD,79 m 2 bố trí 1 phòng ngủ
Hình 1.1: Mặt bằng kiến trúc tầng Hầm
Hình 1.2: Mặt bằng kiến trúc tầng 1
Hình 1.4: Mặt bằng kiến trúc tầng 3-8
Hình 1.5: Mặt bằng kiến trúc tầng mái
PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU
2.1.1 Lựa chọn phương án kết cấu tổng thể:
1 Lựa chọn hệ kết cấu công trình:
Vì đây là công trình mang tính đơn chiếc, độc lập nên giải pháp tổng mặt bằng tương đối đơn giản Việc bố trí tổng mặt công trình chủ yếu phụ thuộc vào vị trí công trình, các đường giao thông chính và diện tích khu đất Khu đất nằm trong thành phố nên diện tích khu đất tương đối hẹp, do đó hệ thống bãi đậu xe được bố trí dưới tầng ngầm đáp ứng được nhu cầu đón tiếp, đậu xe cho khách, có cổng chính hướng trực tiếp ra mặt đường chính
Dùng giải pháp hệ lõi chịu lực thì công trình cần phải thiết kế với độ dày sàn lớn, lõi phân bố hợp lý trên mặt bằng, điều này dẫn tới khó khăn cho việc bố trí mặt bằng.
Vậy để thoả mãn các yêu cầu kiến trúc và kết cấu đặt ra cho một nhà cao tầng ta chọn biện pháp sử dụng hệ hỗn hợp là hệ được tạo thành từ sự kết hợp giữa hai hoặc nhiều hệ cơ bản Dựa trên phân tích thực tế thì có hai hệ hỗn hợp có tính khả thi cao là: a Sơ đồ giằng:
Sơ đồ này tính toán khi khung chỉ chịu phần tải trọng thẳng đứng tương ứng với diện tích truyền tải đến nó cón tải trọng ngang và một phần tải trọng đứng do các kết cấu chịu tải cơ bản khác như lõi, tường chịu Trong sơ đồ này thì tất cả các nút khung đều có cấu tạo khớp hoặc tất cả các cột có độ cứng chống uốn vô cùng bé. b Sơ đồ khung giằng:
Sơ đồ này coi khung cùng tham gia chịu tải trọng thẳng đứng với xà ngang và các kết cấu chịu lực cơ bản khác Trường hợp này có khung liên kết cứng tại các nút (gọi là khung cứng).
Lựa chọn kết cấu chịu lực chính:
Qua việc phân tích trên ta nhận thấy sơ đồ khung giằng là hợp lý Với giải pháp kết cấu khung-giằng, phân chia vai trò tương đối rõ ràng, khung chịu tải đứng, lõi cứng chịu tải ngang, đảm bảo chịu lực cho công trình và kích thước cột vừa phải đảm bảo thẩm mỹ cho tòa nhà Do vậy ta lựa chọn hệ khung giằng là hệ kết cấu chịu lực chính cho công trình này.
2.1.2 Lựa chọn phương án kết cấu dầm, sàn, móng:
1.Chọn giải pháp kết cấu dầm, sàn: Đối với công trình này ta thấy chiều cao tầng điển hình là 3,4m ,công trình với công năng chính là nhà ở, đồng thời để đảm bảo tính linh hoạt khi bố trí các vách giữa các căn hộ,các phòng ta chọn 2 phương án: Sàn sườn toàn khối và Sàn dự ứng lực căng sau, sau đó ta đưa ra phương án hợp lý nhất.
2.Chọn giải pháp kết cấu móng:
Do công trình nhà cao tầng có nội lực tại chân cột lớn và điều kiện địa chất của công trình ( xem phần tính toán phân tích các lớp địa chất )ta chọn: Phương án móng cọc Bao gồm móng cọc khoan nhồi và móng cọc Barrette, sau đó ta đưa ra phương án hợp lý cho công trình.
LỰA CHỌN VẬT LIỆU SỬ DỤNG
Nhà cao tầng thường sử dụng vật liệu là kim loại hoặc bê tông cốt thép Công trình làm bằng kim loại có ưu điểm là độ bền cao, công trình nhẹ, đặc biệt là có tính dẻo cao do đó công trình khó sụp đổ hoàn toàn khi có địa chấn Tuy nhiên thi công nhà cao tầng bằng kim loại rất phức tạp, giá thành công trình cao và việc bảo dưỡng công trình khi đã đưa vào khai thác sử dụng rất khó khăn trong điều kiện khí hậu nước ta.
Công trình bằng bê tông cốt thép có nhược điểm là nặng nề, kết cấu móng lớn, nhưng khắc phục được các nhược điểm trên của kết cấu kim loại: độ bền lâu, độ cứng lớn, chống cháy tốt, dễ cơ giới hoá xây dựng, kinh tế hơn và đặc biệt là phù hợp với điều kiện kỹ thuật thi công hiện nay của nước ta.
- Tường trong ngoài mactic sơn nước
- Sàn lát gạch GRANIT nhân tạo
- Ốp gạch GRANIT tường phòng vệ sinh, tường thang máy
Bảng 2.1: Bảng thông số vật liệu bê tông theo TCVN 5574 ÷ 2018
STT Cấp độ bền Kết cấu sử dụng
1 Bê tông cấp độ bền B25: Rb = 14,5 MPa
Rbt = 1,05 MPa ; Eb = 30000 Mpa Kết cấu chính: móng, cột, dầm, sàn
2 Bê tông cấp độ bền B25: Rb = 14,5 MPa
Rbt = 1,05 MPa ; Eb = 30000 Mpa Kết cấu phụ: cầu thang
3 Vữa xi măng cát M75 Vữa xi măng xây, tô trát tường nhà
Bảng 2.2: Bảng thông số vật liệu cốt thép theo TCVN 5574 ÷ 2018
STT Loại thép Đặc tính/ kết cấu sử dụng
1 Thộp CI (ỉ h o h a gt 300 30 270 mm α m = M
17×200×27 0 2 =0.211 Theo mục 8.1.2.2.3 TCVN 5574 – 2018, giá trị ξ R được xác định theo công thức:
Tính toán cấu kiện BTCT chịu uốn theo dải bê tông giữa các tiết diện nghiên được tiến hành théo điều kiện :
Q là lực cắt trong tiết diện thẳng góc của cấu kiện.
b 1 0,3: Hệ số kể đến ảnh hưởng của đặc điểm trạng thái ứng suất của bê tông trong dải nghiêng.
Theo mục 8.1.3.3.1, TCVN 5574 – 2018, tính toán cấu kiện bê tông cốt thép theo tiết diện nghiêng được tiến hành theo điều kiện: b sw
Q là lực cắc trong tiết diện thẳng góc do ngoại lực Q = 72,27 (kN).
Qb la lực cắt chịu bởi bê tông trong tiết diện nghiêng :
Qsw lực cắt chịu bởi cốt thép ngang trong tiết diện nghiêng :
Chọn sơ bộ cốt đai ỉ8 => Asw = 100,53 mm 2
Chọn sơ bộ khoảng cách đặt thép đai Sch = 150(mm). w w
Với C là chiều dài hình chiếu lấy không nhỏ hơn h0 và không lớn hơn 2h0.
Bố trớ cốt đai ỉ8a150 cho đoạn dầm chiếu nghỉ.
TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC B
Kích thước tiết diện cột
Chọn sơ bộ tiết diện cột khung theo công thức sau :
Trong đó : + Fc : diện tích tiết diện ngang của cột.
+ k = 1,0 1,5 là hệ số xét đến ảnh hưởng khác như mômen 1,5 là hệ số xét đến ảnh hưởng khác như mômen uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột.
+ Rb : cường độ chịu nén tính toán của bê tông ( không xét cốt thép chịu nén). + N : lực nén được tính gần đúng như sau: N n.q.Fxq
- Fs : diện tích mặt sàn truyền tải trọng lên cột đang xét
- n : số sàn phía trên tiết diện đang xét.
- q : tải trọng tương đương tính trên mỗi mét vuông mặt sàn trong đó gồm cả tải trọng thường xuyên và tạm thời trên bản sàn, trọng lượng dầm, tường, cột đem tính ra phân bố đều trên sàn.
Giá trị q được lấy theo giá trị : q=8÷12 (kN/m 2 )
Sơ đồ tiết diện khung trục B
Trong đó : i ; i ;i i ;; i i ; ; n i ; i ; lần lượt là trọng lượng riêng, bề dày, hệ số vượt tải của các lớp thứ i trên bản sàn.
Hệ số vượt tải lấy: (Theo TCVN 2737-2020 tải trọng và tác động tiêu chuẩn thiết kế).
Lớp gạch là nem chống nóng 20 18 0.36 1.1 0.396
Lớp vữa lót xi măng 20 18 0.36 1.3 0.468
Trọng lượng bản thân sàn (chỉ tính phần tỉnh tải do các lớp hoànthiện,phần tải trọng bản thân để chương trình Etabs tự tính).
Ta có : ptt = n ptc ( KN/m 2 )
Ptc : được lấy theo TCVN 2737-1995 tùy theo công năng sử dụng của ô sàn n : Hệ số độ tin cậy ,được lấy như sau :
Với ptc < 2 (KN/m 2 ) : n = 1,3 Với ptc ≥ 2 (KN/m 2 ) : n = 1,2
Ta được bảng như sau
STT Loại phòng p tc (kN/m 2 ) Hệ số vượt tải (n) P tt (kN/m 2 )
-Tải trọng gió tác dụng lên khung sẽ được tính theo công thức:
- Wo: giá trị áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng Công trình xây dựng trên TP Đà Nẵng, thuộc vùng II.B có Wo= 0.95(kN/m2).
FX = (Wd + Wh ) ƩX ((htt+htd)/2)
FX = (Wd + Wh ) ƩY ((htt+htd)/2)
Khai báo đầy đủ đặc trưng vật liệu, tiết diện.
Khai báo các trường hợp tải trọng tác dụng lên công trình.
Tổ hợp tải trọng TT: Tỉnh tải
BAO: TH0+TH1+TH2+TH3+TH4+TH5+TH6+TH7+TH8+TH9
5.5 Tính toán cốt thép khung trục 3
5.5.1Tính toán cốt thép dầm
- Thộp AI (ỉ dmax = 25mm; t0 > 3cm).
- Chọn chiều dày lớp bảo vệ cốt thép chịu lực là 3,5cm.
- Cốt thép bố trí trong giới hạn hàm lượng cốt thép hợp lý.
- Cốt thép dưới chạy suốt hoặc được
Với tiết diện chịu moment âm:
Cánh nằm ở vùng chịu kéo nên bỏ qua ảnh hưởng của cánh, tính như tiết diện chữ nhật (bx h).
* Kiểm tra điều kiện hạn chế:
- Nếu αm ≤ αR = 0,439 đặt cốt thép đơn.
2 hoặc từ αm tra bảng của phụ lục 9 ra ζ
+ Diện tích cốt thép được tính theo công thức:
+ Kiểm tra hàm lượng cốt thép: μ= A s b.h 0 100 % và phải đảm bảo μ min =0 , 05 %≤μ 300 thì sct = min(3/4h, 500)
- Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính ở bụng dầm: Điều kiện: Q max 0,3. w 1 b 1 R b h b o
Nếu không thỏa mãn thì tăng cấp bền của bê tông (để tăng Rb)
Nếu thỏa mãn điều kiện trên thì kiểm tra tiếp các điều kiện khác.
- Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai :
Nếu Q max Q b min b 3 (1 f n ).R b h bt o 0,6.(1 f n ).R b h bt o thì không cần tính toán cốt đai mà đặt theo cấu tạo như trên.
: nếu N là lực nén, max( 0,2 ; 0,8) n bt o
- Kiểm tra cường độ của tiết diện nghiêng theo lực cắt: Điều kiện:
q Như vậy cần kiểm tra điều kiện trên với hàng loạt tiết diện nghiêng c khác nhau không vượt quá khoảng cách từ gối tựa đến vị trí Mmax và không vượt quá
, tuy nhiên trong thiết kế người ta tính lại giá trị qsw (lực cắt cốt đai phải chịu trên 1 đơn vị chiều dài) từ đó tính được khoảng cách cốt đai cần thiết và kiểm tra với khoảng cách s đã chọn xem có thỏa mãn hay không.
Sau khi tính được qsw từ 1 trong 3 trường hợp trên, để tránh xảy ra phá hoại dòn, nếu min 3(1 ) 0,6(1 ) .
Xác định lại khoảng cách cốt đai: sw sw tt sw s R A
Kiểm tra s đã chọn với stt, nếu s ≤ stt thì thỏa mãn, nếu không thỏa thì chọn lại s.
Kiểm tra điều kiện không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng đi qua giữa 2 thanh cốt đai (khe nứt nghiêng không cắt qua cốt đai): Điều kiện:
Kết quả tính toán cốt đai được thể hiện ở bảng
5.6 Tính toán cốt thép cột
Tính toán như cấu kiện chịu nén lệch tâm Tại một tiết diện có 3 tổ hợp, mỗi cột có 2 tiết diện tính toán nên có 6 tổ hợp Xác định cốt thép cho tứng tổ hợp sau đó chọn giá trị cốt thép lớn nhất để bố trí cho cột.
Cốt dọc trong cột được bố trí theo dạng đối xứng: AS = A ' S ( RS = RSC). a Lý thuyết tính toán cốt thép đối xứng:
Tiết diện cột (bxh) chịu tác dụng của cặp nội lực tính toán Mtt và Ntt
+ Chiều dài tính toán của cột lo = ψ H
H: chiều dài hình học của cột
Sơ đồ tính cột như hình vẽ nên ψ = 0,7
+ Giả thiết hàm lượng cốt thép tổng cộng μ t = 1,4 %
+ Giả thiết a = a' = 6 cm khi đặt cốt thép hai lớp, a = a' = 4cm khi đặt cốt thép một lớp
⇒ Chiều cao làm việc ho = h - a
⇒ Cánh tay đòn cặp ngẫu lực Za = ho - a'
+ Xác định độ lệch tâm lực dọc: e1 M tt
+ Độ lệch tâm ngẫu nhiên: eng ¿ h
⇒ Để tăng độ an toàn độ lệch tâm ban đầu e0 = e1 + eng
+ Xét đến sự ảnh hưởng của uốn dọc, độ lệch tâm cuối cùng được tính theo công thức sau: e'o = η eo
Trong đó: η là hệ số kể đến ảnh hưởng của uốn dọc
- Khi l o r u ¿ 28 hoặc l o h ¿ 8 không kể đến ảnh hưởng của uốn dọc η 1
- Khi l o r u ¿ 28 hoặc l o h ¿ 8 kể đến ảnh hưởng của uốn dọc η được tính theo công thức sau:
Trong đó: Ncr lực dọc tới hạn của cột, vì cột BTCT nên Ncr được tính bởi công thức thực nghiệm theo tiêu chuẩn thiết kế TCVN356-2005:
- Eb: môđun đàn hồi của bêtông
- lo : chiều dài tính toán của cột
- Ib, Is: môment quán tính của tiết diện bêtông và tổng diện tích cốt thép đối với trục trọng tâm tiết diện
(bỏ qua môment quán tính bản thân của tiết diện cốt thép đối với trục của nó)
E b với Es = 21.10 4 MPa: môđun đàn hồi của cốt thép AII
- S: hệ số kể đến ảnh hưởng độ lệch tâm eo δ min = 0,5 - 0,01. l o h - 0,01.Rb ; Rb có thứ nguyên MPa ϕ p : hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt thép căng trước,
- ϕ 1 ¿ 1: hệ số xét đến ảnh hưởng của tải trọng tác dụng dài hạn (xét đến ảnh hưởng của hiện tượng từ biến) ϕ 1 = 1+β.M dh +N dh y
Mdh, Ndh: nội lực của tĩnh tải tác dụng dài hạn
Chú ý: Khi Mdh và M ngược dấu nhau thì Mdh được lấy giá trị âm, nếu tính được ϕ 1 < 1 thì phải lấy ϕ 1 = 1 để tính Ncr y = 0,5.h: khoảng cách từ trọng tâm tiết diện đến mép vùng bêtông chịu kéo. β : hệ số phụ thuộc loại bêtông, bêtông nặng β =1
+ Kiểm tra điều kiện Ncr ¿ Ntt ⇒ Cột đảm bảo ổn định trong mặt phẳng nếu: Ntt ¿ Ncr thì cột mất ổn định ⇒ Tăng tiết diện hoặc giảm chiều dài tính toán lo. a Tính toán cốt thép dọc chịu lực:
+ Độ lệch tâm của lực dọc đối với cốt thép chịu kéo As e= η eo + 0,5.h - a + Điều kiện hạn chế: x ¿ ξ R h o
+ Xác định chiều cao vùng nén và tính toán cốt thép: x N tt
R b b Dựa vào giá trị x để biện luận trường hợp tính toán:
- Trường hợp 1: Khi 2a' ¿ x ¿ ξ R h o , đúng với giả thiết, thay x vào phương trình để tính cốt thép: RS = RSC
- Trường hợp 2: Khi x ¿ 2a', giả thiết không đúng Dùng phương trình tính As
- Trường hợp 3: Khi ξ R h o ¿ x, giả thiết không đúng Tính lại giá trị x theo công thức gần đúng: x = [ (1− ξ R ) γ a n+ 2 ξ R (n ε −0 , 48 ) ] h o
Thay giá trị x vừa tính được vào công thức
+ Tính toán hàm lượng tổng cốt thép: μ t = 2 μ = 2.
- μ min phụ thuộc vào độ mảnh λ = lo/r , được lấy theo bảng: λ = lo/ r 0,8 Đất ở trạng thái bão hoà nước
Hệ số rỗng tự nhiên tn
+ Độ bão hòa nước của đất :
Vì G > 0,8 Đất ở trạng thái bão hoà nước
Kết luận: Lớp 3 là lớp cát hạt vừa có độ chặt vừa có khả năng chịu tải lớn, có tính năng xây dựng tốt có thể xem xét làm nền móng cho công trình.
Lựa chọn giải pháp nền móng
6.2.1 Lựa chọn loại nền móng
- Công trình thuộc loại công trình cao tầng có tải trọng trung bình, sử dụng giải pháp KC khung –vách chịu lực.Công trình được xây dựng ở thành phố ,thuộc khu vực dân cư ,trạng thái đất tương đối tốt ,căn cứ vào địa chất thủy văn và khả năng thi công của đơn vị thi công ta chọn phương án móng cọc ép.
Có khả năng chịu được tải trọng lớn.
Chịu tải trọng ngang và lực nhổ lớn.
Giảm được độ lún chênh lệch lún của móng.
Móng cọc cho phép thi công nhanh, không phụ thuộc vào thời tiết.
Khi thi công có thể dùng các biện pháp cơ giới hóa vận chuyển và đóng cọc ép.
Ít chịu tác dụng phá hoại của môi trường xung quanh.
Tốn nhiều thép cấu tạo để chịu lực khi vận chuyển và cẩu lắp.
Nếu đúc cọc tại công trường thì phải bố trí thêm bãi đúc cọc.
6.2.2 Giải pháp mặt bằng móng
Lựa chọn giải pháp mặt bằng móng:
+ Dưới chân cột: sử dụng giải pháp móng đơn cọc ép.
+ Giằng móng chọn sơ bộ kích thước tiết diện 500x700mm.
Các đài móng được liên kết bởi các giằng móng nhằm giảm lún lệch giữa các móng.
6.2.3 Các giả thiết tính toán
- Tải trọng ngang hoàn toàn do các lớp đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận
- Sức chịu tải của cọc trong móng được xác định như đối với cọc đơn đứng riêng rẽ, không kể đến ảnh hưởng của nhóm cọc.
- Tải trọng của công trình qua đài cọc chỉ truyền lên các cọc chứ không trực tiếp truyền lên phần đất nằm giữa các cọc tại mặt tiếp giáp với đài cọc
- Khi kiểm tra cường độ của nền đất và khi xác định độ lún của móng cọc thì người ta coi móng cọc như một móng khối quy ước bao gồm cọc và các phần đất giữa các cọc
- Đài cọc xem như tuyệt đối cứng.
6.3.1 Nội lực xuất từ mô hình ETABS
Nôi lực truyền xuống móng giữa từ cột C4
Story Phần tử Fz Fx Fy Mx My
6.3.2 Chọn loại kích thước cọc và phương pháp thi công:
- Tải trọng tác dụng xuống móng khá lớn nên ta dùng cọc cắm vào lớp cát hạt vừa Cọc được ngàm vào đài bằng cách hàn vào mặt bích đầu cọc 4 đoạn thép d20 nhóm AII, mỗi đoạn dài
1 Bản thép hàn vào thép dọc
2 Bản thép để hàn nối cọc
3.Đuờng hàn4.Đoạn cọc trên5.Đoạn cọc duới
- Khi nối 2 cọc với nhau ta dùng phương pháp hàn hai đầu cọc lại với nhau bằng các tấm thép
6.3.2.2 Chọn loại cọc , kích thưới cọc:
- Dùng cọc có chiều dài 6 (m) , tiết diện 350x350 mm Thép chịu lực gồm 418 , dùng thép AII , bê tông mác 400
Chọn chiều sâu chôn đài
- Chiều sâu chôn đài được lựa chọn dựa vào giả thiết là toàn bộ tải trọng ngang do đất từ đáy đài trở lên mặt đất tự nhiên tiếp nhận Do vậy chiều sâu chôn đài được xác định phải thõa mãn điều kiện sau :
+ φRbh : góc ma sát trong của đất tại đáy đài φRbh = 17 o + : dung trọng của đất tại đáy đài = 18,5 (kN/m 3 ) +b : cạnh đáy đài thẳng góc với tải trọng ngang: a = 3m + H : tổng tải trọng ngang ∑ H =Q tt = 30.39 (kN) min
- Chiều sâu chôn đài được xác định theo điều kiện : h ≥ 0,7 h min =0,7.1.2=0.84(m)
→ Chọn chiều sâu chôn đài : h = 1,5( m )
Ta chọn sơ bộ tiết diện đài cọc là : a x b = 3x 3 (m 2 ).
6.5 Xác định sức chịu tải của cọc đơn:
6.5.1 Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc
- Thép AII có : Ra = 28.10 4 (KN/m 2 )
Bê tông mác 400 có : Rn = 17000 (KN/m 2 )
Diện tích cốt thép: Fa = 8 x 2.01x 10 -4 = 1.608x10 -3 (m 2 )
6.5.2 Xác định sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền.
- Mũi cọc tỳ lên lớp cát hạt vừa nên cọc làm việc theo sơ đồ cọc ma sát, sức chịu tải của cọc theo đất nền được tính theo công thức :
+ m : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất
+ mR, mf : Hệ số điều kiện làm việc của đất mR= 1 ; mf = 1 Do hạ cọc bằng búa diezel không khoan dẫn và cọc trụ đặc. + u : Chu vi tiết diện ngang cọc u = 4x0,35 = 1,4(m)
+ hi : Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc.
+ fi : Cường độ tính toán của ma sát thành lớp đất thứ i với bề mặt xung quanh cọc (KPa) được tra theo (Bảng 6.3-HDĐAN&M)
+ R : Cường độ tính toán của đất dưới mũi cọc
Tra bảng (6.2-HDĐANM) và nội suy với cát hạt vừa, độ sâu hạ cọc Cường độ tính toán theo mặt xung quanh của cọc ở các lớp đất cọc cắm qua tra theo bảng (6.3-HDĐAN&M) và nội suy ta có:
Bảng 6: Bảng tính toán lớp đất
Lớp đất Mô tả đặc tính đất
- Vậy sức chịu tải của cọc theo đất nền :
- Sức chịu tải tính toán của cọc theo đất nền :
Với : Ktc n là hệ số tin cậy của cọc chịu nén Lấy Ktc n = 1,4.
- Vậy sức chịu tải giới hạn của cọc :
[P]= max( Pvl,Pđn) = max ( 2532,74 ; 875,76) = 2532.74(kN)
Xác định số lượng cọc và bố trí cọc và diện tích đáy đài
6.6.1 Xác định số lượng cọc
: tổng tải trọng thẳng đứng tính toán tại đáy đài.
Fđ: diện tích sơ bộ đáy đài: F đ a b 1,9.2.95 5,605( m 2 )
tb: dung trọng trung bình giữa vật liệu làm móng và đất nền.
tb = (20 ÷ 22) kN/m3 , lấy tb = 22 (kN/m3). h: chiều sâu chôn đài: h = 1,5 (m)
[P] : sức chịu tải của cọc: [P] = 2535,74 (kN) β : hệ số kinh nghiệm kể đến ảnh hưởng của moment, tải trọng ngang và số lượng
Chọn số lượng cọc là n = 4 (cọc)
6.6.2 Bố trí cọc và xác định diện tích đáy đài
6.6.3 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc
- Khi móng chịu tải trọng lệch tâm sẽ xảy ra hiện tượng một số cọc trong móng chịu tải trọng lớn và một số cọc chịu tải trọng bé, đôi khi có cọc chịu kéo.Trong thiết kế nên tạo cho tất cả các cọc đều chịu nén là tốt nhất.
- Vậy kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong trường hợp này tiến hành như sau: max o [P]
[P]: sức chịu tải giới hạn của cọc [P] = 2535,74 (kN) max,min
: tải trọng tác dụng lên cọc chịu nén và chịu kéo nhiều nhất, được xác định như sau :
+ N : tổng tải trọng thẳng đứng tính toán tại đáy đài: N 4853,9 kN
+ n : số lượng cọc trong đài , n = 6 ( cọc ) + Mx , My: tổng moment của tải trọng ngoài so với trục đi qua trọng tâm của các tiết diện cọc tại đáy đài.
- Với moment và lực xô ngang tác dụng lên móng theo phương Ox nên Mx = 0 , moment đối với trục oy tại đáy đài :
+ x i , y i : khoảng cách từ tâm cọc thứ i theo trục x và y đến trục trọng tâm của các tiết diện cọc tại đáy đài xi = 0,735 (m2) ; yi = 0,735(m2) Vậy ta có :
- Kiểm tra điều kiện: P o max 31.4(kN)