LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KHOA XÂY DỰNG HCMUT

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO ỐC VĂN PHÒNG AB TOWER NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: NGUYỄN THÀNH LỘC MSSV: 80601382 NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG CÔNG NGHIỆP LỚP: XD06KSTN BỘ MÔN: CÔNG TRÌNH KHOA: KỸ THUẬT XÂY DỰNG 1. Đề tài luận văn: CAO ỐC VĂN PHÒNG AB TOWER 2. Nhiệm vụ: 2.1. Kiến trúc: giới thiệu công trình, các giải pháp kiến trúc và chức năng công trình. 2.2. Kết cấu: tính toán thiết kế các kết cấu công trình bao gồm: 2 phương án sàn: sàn có sườn và sàn rỗng bubbledeck. Khung chịu lực chính của công trình. Cột + vách lõi thang máy, cầu thang. 2.3. Nền móng: thiết kế phương án móng cọc khoan nhồi. 2.4. Thi công: thi công kết cấu khung BTCT. 3. Ngày giao luận văn: 26092010. 4. Ngày hoàn thành luận văn: 06012011. 5. Họ và tên người hướng dẫn: GVHD Kết cấu: Th.S Lưu Đức Huân GVHD Nền móng: T.S Lê Trọng Nghĩa GVHD Thi công: Th.S Đỗ Thị Xuân Lan Cán bộ hướng dẫn Kết cấu Cán bộ hướng dẫn Nền móng Cán bộ hướng dẫn Thi công Th.S Lưu Đức Huân T.S Lê Trọng Nghĩa Th.S Đỗ Thị Xuân Lan Nội dung và yêu cầu LVTN đã được thông qua Bộ môn Ngày tháng năm 2011 Chủ nhiệm Bộ môn (Ký và ghi rõ họ tên)

KIẾN TRÚC

SƠ LƯỢC VỀ KIẾN TRÚC CAO ỐC VĂN PHÒNG A&B TOWER

Trong thời gian gần đây, sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế - văn hóa – chính trị - xã hội, bộ mặt đô thị thành phố Hồ Chí Minh đã có những tiến triển đáng kể Với vai trò là trung tâm kinh tế lớn nhất cả nước, thành phố Hồ Chí Minh đã thu hút rất nhiều nhà đầu tư trong và ngoài nước hội tụ về đây Một trụ sở làm việc tiện nghi, hiện đại là nhu cầu thiết yếu của các nhà đầu tư

Về khía cạnh đô thị, dân số thành phố Hồ chí Minh đang tăng lên nhanh chóng do ảnh hưởng của quá trình đô thị hóa, trong khi quỹ đất ngày càng thu hẹp nên việc tiết kiệm đất cũng như khai thác có hiệu quả diện tích đất hiện có là vấn đề cấp bách hiện nay Trước tình hình đó, việc đầu tư xây dựng nhiều trung tâm thương mại, chung cư cao tầng, cao ốc văn phòng…là xu hướng tất yếu

Do đó, Công ty Cổ phần Phát triển A&B quyết định xây dựng Cao ốc A&B Tower cùng sự tài trợ của Quỹ Đầu Tư VinaCapital với tổng diện tích 7.273m 2 tọa lạc trên Quận 1

Tên công trình: CAO ỐC VĂN PHÒNG A&B TOWER Địa chỉ: 76, Đường Lê Lai, Quận 1, TP Hồ Chí Minh

Chủ đầu tư: Công ty Cổ phần Phát triển A&B

Quy mô công trình: 3 tầng hầm và 25 tầng cao

Tổng diện tích sàn xây dựng:

Diện tích 1 sàn điển hình: 1033.2m 2

Tổng diện tích sàn điển hình: 25,506.4m 2

Hệ số sử dụng đất là 14

Mật độ xây dựng công trình khoảng 60% (trong đó tầng 2 và tầng 3 có phần nhô ra tăng mật độ xây dựng thêm khoảng 2.5% - 3%)

1.2.1 Mặt bằng - mặt đứng công trình:

- Tầng hầm 1, 2 và 3 được dùng để đậu xe hơi và xe máy, riêng tầng hầm 3 có thêm các công trình động lực, phụ vụ:

+ Bể chứa nước chữa cháy + Bể chứa nước sinh hoạt + Bơm nước sinh hoạt và chữa cháy

+ Phòng bảo vệ tổng đài điều kiển

+ Máy phát điện và kho

- Công trình được thiết kế 25 tầng tháp cho trung tâm thương mại tầng trệt và trên 25000m2 văn phòng làm việc hạng A Được xây dựng trên khu đất diện tích 1832.7m2 với các chỉ tiêu kiến trúc:

+ Chiều cao công trình đến đỉnh mái tối đa: 98m + Chiều cao tầng trệt 5m

+ Cao độ nền sân -0.9m so với nền tầng trệt 0.000m

+ Mặt tiền lùi tối thiểu 5m cách ranh lộ giới đường Nguyễn Thị Nghĩa và đường Lê Lai, một phần mặt tiền tầng 2 và 3 toàn nhà phía đường Lê Lai nhô ra, chỉ lùi 2.95m cách ranh lộ giới đường Lê Lai

- Mặt đứng của công trình được ốp đá granite ở mặt tiền kết hợp với hệ cột vuông kéo đến hết tầng lửng Các tầng còn lại ốp kính cường lực - phản quang kết hợp với tấm nhôm màu sẫm

+ Xe từ tầng trệt xuống tầng hầm qua ram dốc

+ Thang máy được bố trí tập trung vào giữa mặt bằng công trình để phục vụ giao thông theo phương đứng

+ Bố trí hai thang bộ chính để thoát hiểm và phục vụ giao thông đứng khi thang máy hư

- Giao thông ngang: giao thông ngang trong công trình chủ yếu là giao thông trong từng tầng được phân chia khi phân khu cho thuê văn phòng

- Công trình được thông gió nhân tạo đặt tại mỗi phòng (máy điều hòa nhiệt độ, máy hút gió…) thông qua ống thông gió và làm lạnh trung tâm Ngoài ra công trình còn được thông gió tự nhiên thông qua hệ thông cửa mở ra ngoài

- Vấn đề thông khí trong tầng hầm được chú ý kĩ với hệ thống hút và thổi không khí mạnh để nhanh chống hút bụi khí thải ôtô, xe máy nhanh thoát ra ngoài

- Các khu cầu thang, hành lang được chiếu sáng nhân tạo bằng hệ thống đèn dặt dọc theo hành lang Các văn phòng làm việc thiết kế có hiệu năng tiếp xúc với ánh sáng mặt trời nhiều nhất thể hiện qua phần lớn kết cấu bao che của công trình là kính Do đó công trình được chiếu sáng tự nhiên tốt vào ban ngày và kết hợp với chiếu sáng nhân tạo

Công trình sử dụng bê tông cốt thép cho hệ kết cấu chịu lực Vật liệu bao che là kính kết hợp với hệ tấm nhôm bên ngoài, tường biên dày 20cm và tường ngang dày 10cm Cửa ra vào và cửa sổ là khung nhôm làm tăng tuổi thọ cho cấu kiện và vẻ sang trọng cho căn phòng

1.2.5 Giải pháp về những vấn đề khác:

1.2.5.1 Hệ thống điện - điện lạnh:

- Hệ thống tiếp điện cho tòa nhà được đặt ở tầng hầm 1 Điện từ hệ thống thành phố vào tòa nhà thông qua hệ trụ điện và hệ thống ống dẫn ngầm vào phòng máy điện đặt tại tầng hầm Từ đây, điện sẽ được dẫn khắp tòa nhà thông qua mạng lưới điện được thiết kế đảm bảo các yêu cầu:

+ An toàn: không đặt đi qua những khu vực ẩm ướt như vệ sinh…

+ Dễ dàng sữa chữa khi có sự cố hư hỏng dây điện…cũng như dễ cắt dòng điện khi xảy ra sự cố

+ Dễ dàng khi thi công

- Ngoài ra ở tầng hầm cũng thiết kế phòng máy phát điện dự phòng và phòng máy biến áp cung cấp nếu nguồn điện thành phố bị cúp hoặc hư hỏng

1.2.5.2 Hệ thống cấp thoát nước - xử lý nước thải:

- Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấ nước thành phố, dẫn vào bể chứa luân chuyển ở tầng hầm, được hệ thống bơm lên các bể nước mái đặt ở tầng mái để tạo áp lực từ đó cung cấp nước cho toàn bộ công trình

- Cửa lấy rác được đặt ở cạnh khu cầu thang bộ cho tất cả các tầng

1.2.5.3 Hệ thống phòng cháy chữa cháy:

- Hệ thống phòng cháy chữa cháy được bố trí toàn bộ khu vực toàn nhà với hệ thống cảm biến có khói và hệ thống chữa cháy tự động dẫn khắp tòa nhà Bể nước chữa cháy đặt tại tầng hầm 3

- Các bình chữa cháy, còi báo cháy cũng được bố trí theo yêu cầu phòng cháy chữa cháy của loại công trình văn phòng

- Hệ thống thoát hiểm khi có cháy được bao gồm 2 cầu thang bộ chính

1.3 Điều kiện địa chất - thủy văn:

Xem chi tiết ở phần thiết kế móng

Thành hố Hồ Chí Minh nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, nhiệt độ cao đều trong năm và có 2 mùa mưa – khô rõ rệt Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Tài liệu quan trắc nhiều năm của trạm Tân Sơn Nhất cho thấy những đặc trưng khí hậu của thành phố Hồ Chí Minh như sau:

- Về nhiệt độ: Số giờ nắng trung bình/tháng 160 - 270 giờ Nhiệt độ không khí trung bình

CẤU

SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

2.1.Chọn kích thước sơ bộ sàn:

2.1.1.Chiều dày sàn được chọn dựa vào các yêu cầu:

- Về mặt truyền lực: đảm bảo các giả thuyết sàn tuyệt đối cứng trong mặt phẳng của nó (để truyền tải ngang, chuyển vị sàn…) Do đó, trong các công trình nhà cao tầng, chiều dày bản sàn có thể tăng đến 50% so với các công trình khác mà sàn chịu tải đứng Sàn phải đủ độ cứng để không bị rung động, dịch chuyển khi chịu tải ngang (gió, động đất…) làm ảnh hưởng đến kết cấu công trình Độ cứng trong mặt phẳng sàn phải đủ lớn để khi truyền tải trọng ngang vào dầm, cột, vách cứng…giúp chuyển vị ở các đầu cột bằng nhau

- Về yêu cầu cấu tạo: trong tính toán không xét đến yếu tố sàn bị giảm yếu do các lỗ khoan treo móc các thiết bị kỹ thuật (ống điện, nước, thông gió…)

- Về yêu cầu công năng: do yêu cầu của kiến trúc công trình đòi hỏi chiều cao thông thủy lớn…nên sàn hạn chế việc bố trí dầm phụ chia nhỏ ô sàn và để đỡ tường vây Tuy nhiên, trong tính toán độ võng của sàn, dầm không được lớn hơn độ võng cho phép trong TCVN

- Ngoài ra còn xét đến các yêu cầu khác như chống cháy…trong quá trình sử dụng

Chọn sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức: h b D l

Với D = 0.8 – 1.4 phụ thuộc tải trọng m = 30 – 35 cho bản loại dầm với l là nhịp bản m = 40 – 45 cho bản kê bốn cạnh với l là cạnh ngắn

Do trong mặt bằng sàn tầng điển hình, sàn chủ yếu làm việc theo hai phương dạng bản kê 4 cạnh, vì vậy chọn các hệ số như sau:

D = 1 (hoạt tải tiêu chuẩn nhỏ) m = 40 (bản kê 4 cạnh) l = 8.85(m)  1 8.85 0.196( ) b 45 h    m

+ Đối với sàn sinh hoạt nhịp lớn ta chọn chiều dày bản sàn là 20(cm) và 25(cm)

+ Đối với sàn hành lang, nhà vệ sinh, do nhịp nhỏ nên ta chọn chiều dày bản sàn là 15(cm)

2.1.2 Chọn sơ bộ kích thước dầm:

Tiết diện dầm được chọn giống nhau cho các tầng và kích thước được chọn sơ bộ theo công thức sau:

  với L là chiều dài nhịp dầm

6 Đối với các nhịp lớn:

Bảng 2.1: Bảng tiết diện các loại dầm

Tên dầm b(mm) h(mm) Tên dầm b(mm) h(mm)

Do chiều cao mỗi tầng là 3.7(m) và yêu cầu về thông thoáng của tầng nhà nên ta chọn chiều cao dầm tối đa là 800(mm), đối với những dầm nhịp lớn thì ta tăng bề rộng của dầm

- Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn phòng, trọng lượng tường ngăn xây dựng trực tiếp lên sàn được qui về tải phân bố đều trên diện tích sàn

Tổng diện tích tường trên sàn: St = 22.2(m 2 ) Tổng diện tích sàn tầng: S = 964.29(m 2 )

Bảng 2.2: Trọng lượng các lớp cấu tạo

Lớp vữa lót và tráng #75 18 2 1.2 0.36 0.432

Trọng lượng tường phân bố 1.2 0.08 0.096

Trọng lượng kính & các lớp trang trí 1.2 0.5 0.6

Hệ thống ống kỹ thuật 1.3 0.23 0.299

- Dựa vào chức năng của từng loại phòng trong công trình ta tra Bảng 3 Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang trong TCVN ta được hoạt tải tác dụng lên các ô sàn như sau:

Bảng 2.3: Hoạt tải tác dụng Loại sàn n p tc (kN/m 2 ) p n (kN/m 2 )

Tải tác dụng lên văn phòng 1.2 2 2.4

Tải tác dụng vào sảnh, hành lang 1.2 3 3.6

2.2.3 Bảng tải trọng tổng hợp:

Loại sàn Tĩnh tải (kN/m 2 ) Hoạt tải (kN/m 2 ) g tc g tt p tc p tt

Tải tác dụng lên văn phòng 1.88 2.30 2 2.4

Tải tác dụng vào sảnh, hành lang 1.88 2.30 3 3.6

2.3 Giải nội lực sàn bằng phương pháp phần tử hữu hạn (SAFE v12.3.0):

2.3.1.Mô hình sàn trong SAFE:

Hình 2.1: Mô hình sàn bằng phần mềm SAFE 2.3.2 Chia dãy sàn: Để đơn giản trong việc xác định nội lực bản sàn, ta chia sàn thành những dãy theo hai phương

- Dóy trờn cột (Column strip) với bề rộng bằng ẳ nhịp

- Dóy giữa nhịp (Middle strip) với bề rộng bằng ẵ nhịp

Hình 2.2: Sàn được chia thành từng dãy theo phương X

Hình 2.3: Sàn được chia thành từng dãy theo phương Y 2.3.3 Giá trị nội lực của bản sàn:

Hình 2.5: Moment theo phương Y 2.4 Tính toán cốt thép cho sàn:

2.4.1 Các thông số vật liệu:

- Bêtông cấp độ bền B30 (M400): Rb = 17000(kPa); Rbt = 1200(kPa)

- Hệ số điều kiện làm việc của bêtông: b = 0.9

- Cốt thép sử dụng AII (CII): Rs = R’s = 280000(kPa)

2.4.2 Tính toán cốt thép trên 1(m) bề rộng sàn:

2.4.3 Bảng giá trị moment và cốt thép:

Bảng 2.5: Bảng tính thép sàn 150 theo phương X

Bảng 2.6: Bảng tính thép sàn 150 theo phương Y

Bảng 2.7: Bảng tính thép sàn 200 theo phương X

5.825 -162.2 -129.8 -22.3 4.90 5.65 12a200 0.24 Ghi chú: (*) gia cường thép d12a200 và (**) gia cường thép d10a200

Bảng 2.9: Bảng tính thép sàn 250 theo phương X Strip

3.6 -221.1 -176.8 -49.1 8.38 5.65 12a200(*) 0.34 Ghi chú: (*) gia cường thép d12a200 và (**) gia cường thép d10a200

Nếu căn cứ vào diện tích thép tính toán A s để bố trí cho từng ô sàn thì việc thi công sẽ khó khăn và phức tạp Vì thế, thép bố trí trên sàn sẽ tham khảo diện tích chọn A sc và được điều chỉnh lại để đường kính cốt thép và số lượng có thể rãi đều, không bị thay đổi đường kính và khoảng cách giữa 2 thanh thép khi bố trí từ ô sàn này qua ô sàn khác

2.4.4 Điều kiện neo buộc cốt thép:

Việc neo buộc cốt thép được đảm bảo bằng cách kéo quá tiết diện mà tại đó cốt thép được tính với toàn bộ cường độ chịu kéo 1 đoạn lan

2.5 Kiểm tra độ võng cho sàn:

Kết quả độ võng xuất từ phần mềm Safe là f = 0.01932(m) = 19.32(mm)

SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH – SÀN BUBBLEDECK

- Cấu tạo cơ bản của sàn bubbledeck:

Lưới thép gia cường bên trên

Quả bóng rỗng được làm bằng nhựa tái chế

Lưới thép gia cường bên dưới

- Dựa vào biện pháp thi công, có 3 loại sàn bubbledeck:

+ Sàn loại A: Ghép cốppha, đặt thép lưới lớp dưới, lắp bóng đặt thép lưới lớp trên, thép nối, gia cường, thép chịu cắt, đổ bêtông một lần tại công trường

+ Sàn loại B: Chế tạo cấu kiện tệp lưới thép và bóng, đúc bêtông 6cm tại xưởng, vận chuyển, lắp dựng, lắp thép nối, gia cường và đúc bêtông lần 2

+ Sàn loại C: Chế tạo tệp lưới thép và bóng, liên kết ván khuôn tạm, vận chuyển, lắp dựng trên gối tựa tạm, nối thép, gia cường, đổ bê tông một lần tại công trường, dỡ cốppha sử dụng lại

3.1.2 Ưu nhược điểm của sàn bubbledeck:

Vượt nhịp lớn mà không cần hệ dầm đỡ sàn truyền thống, qua đó tạo được không gian kiến trúc thoáng và thẩm mỹ

Giảm được trọng lượng bản thân của các kết cấu công trình, dẫn đến các kết cấu khác như cột móng cụng được giảm tải trọng theo và tiết diện cột móng cũng giảm so với kết cấu truyền thống

Khi thi công sàn Bubbledeck, các quả bóng và lưới thép được chế tạo sẵn trong nhà máy theo các tấm định hình rồi lắp ghép tại hiện trường sau đó đổ bêtông, do vậy thời gian thi công các sàn rất nhanh và rút ngắn tiến độ thi công so với dầm sàn truyền thống

Một ưu điểm không thể không nhắc tới của sàn Bubbledeck là độ cách âm, cách nhiệt và chống cháy rất cao do có lớp rỗng ở giữa

Tiết kiệm được chi phí xây dựng so với dầm sàn truyền thống cụ thể:

- Do các tấm sàn bóng được sàn xuất trong nhà máy và lắp ghép tại hiện trường chỉ cần hệ cây chống do vậy không cần ván khuôn tạo hình, tiết kiệm được chi phí này

- Khối lượng bêtông giảm đáng kể so với sàn truyền thống cùng nhịp, do sàn Bubledeck vượt nhịp lớn mà không cần hệ dầm đỡ, đồng thời số lượng cột cũng như tiết diện cột đều giảm do trọng lượng bản thân của sàn giảm

- Tiến độ thi công nhanh giảm được chi phí nhân công

- Rút ngắn được thời gian hoàn thành công trình; nhanh chóng đưa công trình vào sử dụng và tạo được hiệu quả kinh tế nhanh theo chức năng của công trình

Phải đầu tư máy móc thiết bị đắt tiền, vận chuyển cấu kiện từ nhà máy đến công trường khá xa làm tăng chi phí của sàn

Phải có thiết bị cẩu lắp có sức nâng lớn để nâng cấu kiện vào vị trí, chi phí cao Khó kiểm soát chất lượng thi công để đảm bảo 100% tấm cấu kiện bêtông đúc sẵn không bị rạn nứt trong quá trình vận chuyển, cẩu lắp, thi công Trường hợp có tấm sàn bị rạn nứt phải xử lý, thay thế rất khó khăn và kéo dài thời gian thi công một cách không kiểm soát được

3.2 Chọn kích thước cho sàn:

Bubbledeck có các kích thước như sau:

Bảng 3.1: Kích thước các loại sàn Bubbledeck

Do mặt bằng bước cột của công trình từ 11.65 – 14.4 (m) nên ta chọn loại sàn BD390

- Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn phòng, trọng lượng tường ngăn xây dựng trực tiếp lên sàn được qui về tải phân bố đều trên diện tích sàn

Tổng diện tích tường trên sàn: St = 22.2(m 2 ) Tổng diện tích sàn tầng: S = 964.29(m 2 )

- Dựa vào chức năng của từng loại phòng trong công trình ta tra Bảng 3 Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang trong TCVN ta được hoạt tải tác dụng lên các ô sàn như sau:

Bảng 3.3: Hoạt tải tác dụng

Loại sàn n p tc (kN/m 2 ) p n (kN/m 2 )

3.3.3 Bảng tải trọng tổng hợp:

Loại sàn Tĩnh tải (kN/m 2 ) Hoạt tải (kN/m 2 ) g tc g tt p tc p tt

Tải tác dụng lên văn phòng 1.88 2.30 2 2.4

Tải tác dụng vào sảnh, hành lang 1.88 2.30 3 3.6

3.4 Phương pháp tính toán sàn Bubbledeck:

Tiêu chuẩn thiết kế Eurocode 2 BS EN 1992-1-1-2004

Bước 1: Xác định giá trị nội lực của bản sàn bằng SAFE v12.3.0, trong đó:

- Chiều dày bản sàn được khai báo bằng với chiều dày của bản sàn đặc h = 0.34(m)

- Hệ số quy đổi độ cứng chốn uốn là 0.9 so với bản sàn đặc cùng chiều dày – có thể dùng để tính toán cho hai trường hợp dài hạn và ngắn hạn

Bước 2: Kết quả nội lực xuất ra từ SAFE được kiểm tra thỏa điều kiện tính toán, cụ thể là: à ms = M u 1.96D/(f’ c h 3 ) ≤ 0.20, trong đú:

D = 315(mm) - đường kính quả bóng (m) h = 390(mm) - chiều dày của bản sàn (m)

M u : giá trị moment dùng để thiết kế (kNm) f'c: cường độ chịu nén của bêtông tại thời điểm 28 ngày

Nếu điều kiện trên thỏa thì có thể thiết kế sàn theo phương pháp bình thường Bước 3: Tính toán cốt thép chịu lực cho bản sàn

Bước 4: Xác định khả năng chịu cắt của sàn đặc củng chiều dày, từ đó suy ra khả năng chịu cắt của sàn Bubbledeck theo công thức: V BD Rd,c = 0.6 V Rd,c

Với VRd,c được xác định theo EC2 (6.47) Bước 5: Xác định lực cắt vùng xung quanh cột và vách để không bố trí bóng tại vùng đó và thay bằng sàn đặc cùng chiều dày

Bước 6: Kiểm tra khả năng chống xuyên thủng tại đầu cột

3.5 Giải nội lực sàn bằng phương pháp phần tử hữu hạn (SAFE v12.3.0):

3.5.1 Mô hình sàn trong SAFE:

Ta chia sàn thành những dãy theo hai phương X và Y, có 2 loại:

- Dóy trờn cột (Column strip) với bề rộng bằng ẳ nhịp

- Dóy giữa nhịp (Middle strip) với bề rộng bằng ẵ nhịp

3.5.3 Giá trị nội lực của bản sàn:

2.5.3.1 Giá trị moment theo phương x:

3.5.3.2 Giá trị moment theo phương y:

3.6 Tính toán cốt thép cho sàn:

3.6.1 Các thông số vật liệu:

Rb = 22000(kN/m 2 ); Rbt = 1400(kN/m 2 ); f ck = 32000(kN/m 2 ) (theo EC2)

Rs = R’s = 365000(kN/m 2 ); fyk = 390000(kN/m 2 ) (theo EC2)

- Từ kết quả xuất từ SAFE ta có:

Giá trị moment âm lớn nhất: M¯ = 0.3263(MPa)

 Giá trị moment dương lớn nhất: M + = 0.1051(MPa)

 Ta có thể thiết kế sàn như đối với sàn thông thường.

3.6.2 Tính toán cốt thép theo 2 phương:

Hình 3.4: Vị trí đặt bóng và cốt thép Căn cứ vào vị trí đặt bóng ta tính toán cốt thép với tiết diện chữ I có kích thước:

- Kích thước tiết diện: b'c = 0.35(m); h = 0.39(m); h’ct = 0.07(m); h’cb = 0.03(m); b = 0.035(m) Thép lớp trên chọn at = 0.075(m)  hot = 0.39 – 0.075 = 0.315(m) Thép lớp dưới chọn a b = 0.035(m)  hob = 0.39 – 0.035 = 0.355(m)

- Xác định trục trung hòa:

2 2 ct ct b c ct ot cb cb b c cb ob

Trục trung hòa qua cánh nên ta tính toán với tiết diện chữ nhật bxh = 350x390

- Điều kiện áp dụng phân bố lại moment ở gối và nhịp là giảm không quá 20% moment ở gối và tăng không quá 20% moment ở nhịp:

- Do bố trí lưới thép hàn với khoảng cách giữa các thanh thép đều nhau theo hai phương X, Y và được gia công tại xưởng nên ta chọn moment lớn nhất của từng dãy strip trên bề rộng b’ c 0.35(m) để tính toán Kết quả tính toán thể hiện trong Bảng 3.5 và Bảng 3.6

Bảng 3.5: Giá trị moment và cốt thép theo phương X

Chọn thép  (%) Thép gia cường

Bảng 3.6: Giá trị moment và cốt thép theo phương Y

Chọn thép  (%) Thép gia cường

Với Mhc là giá trị hiệu chỉnh của moment; giảm giá trị moment âm ở các gối, làm cân bằng giá trị moment ở gối và nhịp, từ đó có thể đơn giản hóa việc bố trí cốt thép

3.7 Xác định khả năng chịu cắt của sàn Bubbledeck:

3.7.1 Xác định khả năng chịu cắt:

Theo Eurocode 2 BS EN 1992-1-1-2004, khả năng chịu cắt của sàn đặc được tính theo công thức:

    với lx A st x , , ly A st y , bd bd

    hàm lượng cốt thép gia cường theo hai phương X,Y d = ho = 0.335(m) = 335(mm)

Do ta chỉ xét khả năng chịu cắt của bêtông, bỏ qua khả năng cùng chịu cắt của cốt thép nên:

 V Rd c , d 0.4674 0.335x 0.1566(MN m/ ) 156.6( kN m/ ) Khả năng chịu cắt lớn nhất của sàn Bubbledeck là:

Vậy, vùng bản sàn có lực cắt lớn hơn 93.96 (kN/m) sẽ không đặt bóng và đổ đặc với cùng chiều dày

3.7.2 Xác định chu vi vùng mở rộng xung quanh cột:

Ta xác định theo công thức: max

VEd: Lực cắt (lực chọc thủng) của cột

 là hệ số kể đến vị trí của cột

Hình 3.5 Giá trị hệ số β Bảng 3.7: Giá trị U solid xung quanh cột

Với a là khoảng cách từ chu vi cột đến chu vi vùng mở rộng (m)

- Ta nhận thấy cách xác định vùng không đặt bóng bằng cách xác định Usolid theo công thức max

   không được linh hoạt so với việc xác định chu vi vùng xung quanh có lực cắt lớn hơn giá trị V BDRd c , d 93.96(kN m/ ) trên biểu đồ lực cắt của sàn (do sự phân bố lực cắt không đều trên bề mặt sàn) Vì vậy ta sẽ xác định U solid bằng cách xem biểu đồ lực cắt, xác định vùng có lực cắt lớn hơn V BDRd c , d 93.96(kN m/ )

CẦU THANG

- Cầu thang tầng điển hình thuộc dạng cầu thang bản 2 vế

- Chiều cao tầng điển hình là 3.7(m)

- Chiều dày bản thang chọn h = 150(mm)

- Bản chiếu nghỉ được liên kết trực tiếp vào vách cứng nên không cần bố trí dầm chiếu nghỉ

- Cấu tạo bản cầu thang gồm các thành phần sau:

+ Gạch lót, đá hoa cương có  đá = 24(kN/m 3 ),  đá = 2(cm), n = 1.1

+ Lớp vữa lót có xi măng = 18(kN/m 3 ), xi măng = 2(cm), n = 1.1

+ Các bậc thang xây bằng gạch có xi măng = 18(kN/m 3 ), n = 1.1

+ Bản thang BTCT có BTCT = 25(kN/m 3 ), BTCT = 15(cm), n = 1.1

+ Lớp vữa trát có xi măng = 18(kN/m 3 ), xi măng = 1.5(cm), n = 1.1

- Theo kiến trúc, mỗi vế thang đều có 11 bậc kích thước như sau:

+ Chiều rộng bậc b = 250(mm); chiều cao bậc h = 168(mm)

Hình 4.1: Cấu tạo cầu thang

Hình 4.2: Mặt bằng cầu thang 4.2 Tải trọng tác dụng:

- Tải trọng tác dụng lên vế thang (bản nghiêng):

Trọng lượng gạch lót lớp đá hoa cương, lớp vữa lót có bề dày 2(cm), được quy về chiều dày tương đương của lớp vật liệu trải đều trên bản thang Chiều dày tương đương được xác định như sau:

Trọng lượng lớp bậc thang, được quy về chiều dày tương đương của lớp vật liệu trải đều trên bản thang Chiều dày tương đương được xác định như sau: os 16.8 cos 34

Bảng 4.1 Tải trọng tác dụng lên vế thang (bản nghiêng) Cấu tạo bản thang (kN/m 3 ) (cm) n g tc (kN/m 2 ) g n (kN/m 2 )

Gạch lót đá hoa cương 24 2.85 1.1 0.684 0.752

- Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ:

Bảng 4.2 Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ

Cấu tạo bản chiếu nghỉ (kN/m 3 ) (cm) n g tc (kN/m 2 ) g n (kN/m 2 )

Gạch lót đá hoa cương 24 2 1.1 0.480 0.528

- Hoạt tải tiêu chuẩn: p tc = 3(kN/m 2 )

- Hoạt tải tính toán: p tt = n.p tc = 1.2x3 = 3.6 (kN/m 2 )

Bảng 4.3 Tổng tải trọng tác dụng

Tải trọng q tc (kN/m 2 ) q n (kN/m 2 )

Tác dụng lên vế thang 9.97 11.32

Tác dụng lên bản chiếu nghỉ 7.86 8.95

4.3 Sơ đồ tính và nội lực:

- Cắt một dải bề rộng 1(m) dọc theo bản cầu thang, xem bản cầu thang như là một dầm đon giản kích thước bxh = 1x0.15(m 2 )

- Tùy theo từng gia đoạn khác nhau, ta quan niệm sơ đồ tính toán phù hợp với sự làm việc thực tế của cầu thang Trong lúc thi công, sơ đồ tính của cầu thang phù hợp nhất là sơ đồ khớp, còn trong quá trình sử dụng, cầu thang làm việc với sơ đồ một đầu ngàm một đầu khớp

- Do đó để xác định nội lực chính xác và phù hợp với sự làm việc thực tế của cầu thang, ta phải giải tất cả đồng thời các sơ đồ trên Lựa chọn các moment (nhịp và gối) có giá trị lớn hơn để tính cốt thép như cấu kiện chịu uốn tiết diện ngang (1mx0.15m) và đặt cốt đơn (giống như bản sàn)

- Thiết lập mô hình Etabs 9.7.1 từng vế thang, từ đó ta có thể xác định biểu đồ moment cho bản thang Chú ý, tải trọng bản thân đã được tính và cộng và tĩnh tải, nên ta gán hệ số tải trọng bản thân khi khai báo Deadload là 0

- Minh họa sơ đồ tính và nội lực (đơn vị moment là kNm/m) của các trường hợp sau:

Sơ đồ 1: 2 đầu khớp cố định

Hình 4.3: Sơ đồ tính và nội lực vế 1 theo sơ đồ 1

Sơ đồ 2: 1 đầu khớp cố định, 1 đầu khớp di động

Sơ đồ 4: 1 đầu ngàm, 1 đầu khớp cố định

Sơ đồ 5: 1 đầu ngàm, 1 đầu khớp di động

Sơ đồ 6: 1 đầu khớp cố định, 1 đầu ngàm

- Từ kết quả nội lực ta chọn kết quả moment dương lớn nhất để tính cốt thép giữa nhịp và moment âm nhỏ nhất để tính cốt thép ở gối Ở nơi giao nhau giữa bản thang và bản chiếu nghỉ cần xét cả moment âm và moment dương

4.4 Tính toán cốt thép chon bản cầu thang:

Bảng 4.4: Bảng tính toán cốt thép cầu thang

Gối bản thang -28.75 0.1778 0.1972 11.34 11.31 a 0.9 Nhịp bản thang 29.06 0.1797 0.1996 11.48 11.31 a 0.9 Gối chiếu nghỉ 0.66 0.0041 0.0041 0.24 3.35 a 0.3 Nhịp chiếu nghỉ 25.84 0.1598 0.1751 10.07 11.31 a 0.9

Giao giữa bản thang và chiếu nghỉ

Chuyển vị lớn nhất với sơ đồ 1 đầu gối cố định, 1 đầu gối di động Giải mô hình bằng chương trình Etabs 9.7.1, ta có:

Chuyển vị lớn nhất tại nhịp của bản cầu thang là: y1 = 0.0065(m) = 6.5(mm)

Chuyển vị tại nơi giao giữa bản thang và chiếu nghỉ là: y2 = 0.00673(m) = 6.73(mm)

Giá trị chuyển vị cho phép   3300 13.2( )

 Chuyển vị nằm trong giá trị cho phép.

TẢI TRỌNG GIÓ VÀ ĐỘNG ĐẤT

5.1 Tải trọng gió: Đối với nhà cao tầng, tải trọng ngang có tác động rất lớn trong thiết kế kết cấu và nền móng Tuy nhiên, sự tính toán tải trọng ngang, cụ thể là tải trọng gió và động đất có sự tính toán phức tạp và kết quả tính toán dễ bị sai lệch do có sự tác động rất nhiều hệ số có liên quan Thông thường áp lực gió gồm có 2 thành phần tác động: gió tĩnh và gió động

Gió tĩnh là áp lực gió trung bình tác động lên công trình Gió động là sự gia tăng áp lực của tải trọng gió khi xét tới ảnh hưởng cùa xung vận tốc gió và lực quán tính do dao động của công trình

Tiêu chuẩn áp dụng tính toán:

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

TCXD 229 – 1999: Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió theo TCVN2737 -1995

5.1.1 Thành phần tĩnh của gió:

- Thành phần tĩnh tiêu chuẩn của gió được xác định theo công thức: tc ( ) j o j

W o = áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bản đồ phân vùng trong TCVN 2737 - 1995 Công trình tại vị trí TP Hồ Chí Minh nên thuộc phần vùng IIA có W o = 0.83(kN/m 2 ) c = hệ số khí động lấy theo Bảng 6 trong TCVN 2737 – 1995 c = 0.8 đối với mặt đón gió c = 0.6 đối với mặt khuất gió k(z j ) = hệ số kể đến sự thay đổi gió theo độ cao; giá trị k(z j ) phụ thuộc và dạng địa hình, được cho trong Bảng 7 hoặc tính theo công thức A.23 trong TCXD 229 – 1999

  cho công trình nằm trong dạng địa hình B

- Thành phần tĩnh tính toán của tải trọng gió được tính theo công thức: tt tc

W nW hL, trong đó: n = 1.2: hệ số độ tin cậy đối với tải trọng gió

 = 1.2: hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian 50 năm theo Bảng 12 TCVN2737 – 1995 h = chiều cao diện tích đón gió

- Tải trọng gió sẽ được quy về trên từng tầng với chiều cao trung bình một tầng hj = 3.7(m) và được trình bày trong Bảng 5.1

Bảng 5.1: Bảng tính toán giá trị gió tĩnh

Bề rộng đón gió Áp lực gió tính toán X(m) Y(m) X(kN) Y(kN)

Mái 94.4 3.7 1.498 1.4 0.83 1.74 1.2 29.5 41.7 273.5 386.6 5.1.2 Thành phần động của gió:

Thành phần động của tải trọng gió 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 được xác định trên cơ sở thành phần tĩnh của tải trọng gió nhân với các hệ số có ảnh hưởng của xung vân tốc gió và lực quán tính của công trình

- Tính toán thành phần động của tải trọng gió: dựa vào các thành phần cần tính toán và TCXD 229 – 1999 ta có thể phân chia quy trình tính toán theo các bước:

Bước 1: Dựa vào TCVN 2737 – 1995, xác định công trình có thuộc phạm vi cần phải tính gió động hay không

Bước 2: Xác định thành phần tĩnh của tải trọng gió

Bước 3: Tính toán đặc điểm động lực công trình

Bước 4: Giá trị giới hạn tần số dao động riêng fL

Bước 5: Giá trị tiêu chuẩn thành phần động tải trọng gió khi chỉ kể đến thành phần xung vận tốc gió (f1 > fL)

Bước 6: Giá trị tiêu chuẩn thành phần động tải trọng gió khi kể đến thành phần xung và lực quán tính

Bước 7: Giá trị tính toán thành phần động của tải gió

Bước 8: Tổng hợp tải trọng gió tĩnh và động

Bước 1: Dựa vào TCVN 2737 – 1995, xác định công trình có thuộc phạm vi cần phải tính gió động hay không

Theo điều 6.2 TCVN công trình nhà cao tầng cao hơn 40(m) thì phải tính đế thành phần động của tải trọng gió Chiều cao công trình là H = 94.4(m) nên phải kế đến thành phần động của tải trọng gió

Bước 2: Xác định thành phần tĩnh của tải trọng gió

Thực hiện ở mục 6.1.1 Bước 3: Tính toán đặc điểm động lực công trình

Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn, khảo sát 12 mode dao động, dùng chương trình Etabs v9.7.1, ta có tần số dao động thể hiện trong Bảng 5.2

Theo Điều 6.16 Các công trình có f s < f L cần tính toán động lực có kể đến s dạng dao động đầu tiên, s được xác định từ điều kiện: f s < f L < f s+1

Bảng 5.2 Đặc điểm động học công trình

Phương dao động Ghi chú

3 1.57 3.27 -0.55 0.64 Xoắn theo Mz Không tính

5 0.51 -32.73 -0.64 1.97 Xoắn theo Mz Không tính

Bước 4: Giá trị giới hạn tần số dao động riêng fL

Công trình bêtông cốt thép có độ giảm giá trị lôga  =0.3 và vùng áp lực gió II; ta tra Bảng 9 TCVN 2737 – 1995 có f L = 1.3

- Nếu f 1 > f L : công trình có độ cứng lớn, thành phần động của tải trọng gió chỉ do xung vận tốc gió gây ra

- Nếu f1  fL: công trình có độ cứng bé, thành phần động của tải trọng gió phải kể đến tác động của cả xung vận tốc gió và lực quán tính của công trình, và cần tính s dạng dao động đầu tiên có tần số dao động riêng f  f L

Bước 5: Giá trị tiêu chuẩn thành phần động tải trọng gió khi chỉ kể đến thành phần xung vận tốc gió (f1 > fL) j tc pj j

W W k z c giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió

 j = hệ số áp lực động tải trọng gió lấy theo Bảng 8 TCVN 2737 – 1995, phụ thuộc fạng địa hình và độ cao z j hoặc tính theo công thức A.32 TCXD 229 -

 = hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió, tra Bảng 10 TCVN 2737 – 1995 với  = B: bề rộng công trình;  = H: chiều cao công trình

Hình 5.1 Hệ tọa độ xác định hệ số tương quan  Nếu bề mặt đón gió của công trình có dạng chữ nhật định hướng song song với các trục cơ bản như H5.1 thì lấy hệ số 1 theo Bảng 10 TCVN 2737 – 1995 Giá trị của  ứng với dạng dao động thứ 2 và 3 là 2 = 3 = 1

Bảng 5.3 Hệ số tương quan không gian  Phương X Phương Y

Bảng 5.4 Giá trị tiêu chuẩn thành phần động khi chỉ kể đến xung của vận tốc

Hệ số áp lực động

Bề rộng đón gió W j tc

Lực phương X tc (kN) Lực phương Y tc (kN)

Bước 6: Giá trị tiêu chuẩn thành phần động tải trọng gió khi kể đến thành phần xung và lực quán tính

Mj = khối lượng của phần thứ j công trình có trọng tâm tại độ cao z xi = hệ số động lực không thứ nguyên ứng với dạng dao động thứ i, tra đồ thị hình 2 – trang 45 TCVN 2737 – 1995; phụ thuộc vào

 =1.2 hệ số độ tin cậy

W o = 830(N/m 2 ) áp lực gió tiêu chuẩn f i = tần số dao động của dạng dao động thứ i, được xác định trong Bảng 5.2

Từ đồ thị ta xác định hệ số động lực x

Bảng 5.5 Hệ số động lực x

j = hệ số xác định bằng cách chia công trình thành n phần, trong phạm vi mỗi phần tải trọng gió có thể coi như không đổi

WFj: lực tiêu chuẩn thành phần động tải trọng gió tác động lên phần thứ j của công trình, khi chỉ kể đến thành phẩn xung của vẩn tốc gió đã xác định ở Bảng 5.4 y ij = dịch chuyển ngang của công trình ở độ cao z ứng với dang dao động riêng thứ i y = 174.28x 4 - 114.48x 3 - 5.2752x 2 + 9.4549x + 1.1358

Bảng 5.6 Bảng dịch chuyển ngang tỉ đối

Bảng 5.7 Hệ số  Phương/Mode y ij W Fj y ij 2

Bảng 5.7 Bảng tổng hợp thành phần động tiêu chuẩn của tải trọng gió

Phương X mode 2 x = 0.396 Phương Y mode 1 x = 0.271 y ij W Fj W y ij W Fj W

Bước 7: Giá trị tính toán thành phần động của tải gió tt p p

W = giá trị tính toán của áp lực gió p

 = 1.2: hệ số độ tin cậy của tải trọng gió

 = 1.2: hệ số điều chỉnh tải trọng gió theo thời gian 50 năm theo Bảng 12 TCVN

Bước 8: Tổng hợp tải trọng gió tĩnh và động

Nội lực và chuyển vị gây ra do thành phần tĩnh và động của tải trọng gió được xác định theo công thức sau:

X – là moment uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị;

Xt – là moment uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phẩn tĩnh của tải trọng gió gây ra;

X i d – là moment uốn (xoắn), lực cắt, lực dọc, hoặc chuyển vị do thành phẩn động của tải trọng gió gây ra khi dao động ở dạng thứ i; s – số dạng dao động tính toán

Bảng 5.8 Bảng tổng hợp giá trị tính toán gió động và tĩnh

Gió theo phương X (kN) Gió theo phương Y (kN)

W tt tĩnh W mode2 W W tt tĩnh W mode1 W

5.2 Tải trọng động đất: Động đất là hiện tượng dao động rất mạnh nền đất xảy ra khi một nguồn năng lượng lớn được giải phóng trong thời gian rất ngắn do sự rạn nứt đột ngột trong phần vỏ hoặc trong phần áo trên của trái đất

Các tiêu chuẩn áp dụng:

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

- TCXDVN 375 – 2006 Tải trọng động đất - Tiêu chuẩn thiết kế

- Hướng dẫn thiết kế kết cấu nhà cao tầng bêtông cốt thép chịu động đất theo TCXDVN 375 – 2006

5.2.1 Tổng quan về động đất:

Có 7 loại đất nền theo TCXDVN 375 – 2006 bào gồm A,B, C, D, E, S1, S2 Căn cứ vào mặt cắt địa tầng và các số liệu khảo sát địa chất tại khu đất xây dựng và điều kiện đất nền theo tác động động đất trong quy định 3.1.2 và Bảng 3.1 trong tiêu chuẩn để nhận dạng đất nền

5.2.1.2 Mức độ tin cậy và hệ số tầm quan trọng:

Công trình xây dựng được chia thành 5 cấp quan trong tùy thuộc vào khả nẳng gây nguy hại cho tính mạng con người trong trường hợp chúng bị sụp đổ, vai trò của công trình đối với an ninh công cộng và bảo vệ trật tự xã hội ngay sau động đất, cũng như hậu quả kinh tế và xã hội do nó gây ra trong trường hợp bị sụp đổ

Mỗi mức quan trọng được gán một hệ số tầm quan trọng khác nhau  Phụ lục F trong TCXDVN 375 – 2006 trình bày các mức độ quan trọng của công trình xây dựng, ứng với mỗi mức độ quan trong là một hệ số tầm quan trọng riêng

Bảng 5.9 Mức độ quan trọng và hệ số tầm quan trọng đối với nhà nhiều tầng

Mức độ quan trọng Công trình Hệ số tầm quan trọng Đặc biệt Trên 60 tầng Thiết kế với gia tốc lớn nhất có thể xảy ra

IV Không quá 3 tầng Không yêu cầu tính toán khác

5.2.1.3 Đỉnh gia tốc nền tham chiếu và gia tốc nền thiết kế:

KHUNG KHÔNG GIAN

Mặt bằng công trình hình chữ nhật có kích thước 2 cạnh L = 37.7(m); B = 26.95(m); có L/B = 1.4 < 2 Do đó, sơ đồ thích hợp là khung không gian gồm: lõi cứng; sàn dầm và hệ vách chịu lực đồng thời Đối với hệ khung bêtông cốt thép toàn khối, sơ đồ tính là trục của dầm, cột; liên kết cột và móng là liên kết ngàm; liên kết giữa vách cứng và dầm là nút cứng; sàn được gán tuyệt đối cứng; cột ngàm tại mặt trên của móng

Sử dụng phần mềm Etabs v9.7.1 để giải khung không gian

6.2 Chọn sơ bộ kích thước các tiết diện:

DD2A - 6 50x6 50 DD1A - 650x650 DD4A - 5 00x1 000 DN1B - 650x650 DD2B - 6 50x6 50

Hình 6.1 Mặt bằng sàn điển hình 6.2.1 Chọn tiết diện dầm - sàn:

6.2.2 Chọn sơ bộ tiết diện vách:

Dựa vào bản vẽ kiến trúc và tải trọng tác dụng ta chọn sơ bộ kích thước vách cứng

Theo TCVN 198-1997; quy định độ dày của thành vách (b) chọn không nhỏ hơn 150(mm) và không nhỏ hơn 1/20 chiều cao tầng Chiều cao tầng điển hình của công trình là

3700(mm); nên bề rộng vách không được nhỏ hơn 3700/20 = 185(mm)

Vì công trình sử dụng cột kết hợp vách chịu lực nên ta không đổi tiết diện trên toàn bộ chiều cao của tầng

Theo TCVN 198-2007: tổng diện tích mặt cắt của vách và lõi cứng có thể xác định theo công thức F vl  f F vl st ; trong đó: f vl = 0.015

F st : diện tích sàn từng tầng Tầng điển hình F st = 26.95x39.7 = 1016 (m 2 )

Vậy tiết diện vách được chọn: b P0(mm); b @0(mm); b %0(mm) Tổng diện tích vách

6.2.3.Chọn sơ bộ tiết diện cột:

Chọn sơ bộ tải trọng mỗi sàn là 10(kN)

Diện tích tiết diện cột được xác định sơ bộ theo công thức sau: c b

N: lực nén tác dụng lên cột đang xét;

Rb = 17(MPa) ứng với cấp độ bền B30(M400); k = 1.3  1.5 – hệ số kể đến ảnh hưởng của tải trọng ngang

Tiết diện các cột C1, C2, là:

Tầng N k A tinh (m 2 ) A chon (m 2 ) Kích thước

Tiết diện các cột C3, C4 là:

08 - 25 0.81 0.9x0.9 Tiết diện các cột C5, C6, C7, C8 là:

Tiết diện các cột C9, C10 là:

08 – 25 0.81 0.9x0.9 Cột các tầng trên cùng tiết diện chọn theo cấu tạo là không được nhỏ hơn bề rộng của dầm

6.3.1 Tĩnh tải theo phương đứng:

Tĩnh tải tác dụng lên khung bao gồm: trọng lượng bản thân dầm, cột, các lớp cấu tạo sàn, tường bao che…Trong Etabs ta chỉ cần khai báo thêm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn, trọng lượng tường quy thành tải phân bố đều, phần trọng lượng bản thân của kết cấu được khai báo trong lúc tính toán

Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn, các phòng chức năng (ta sử dụng chung bảng tải trọng): (Trọng lương tường xây quy thành tải trọng phân bố trên sàn.)

Tải trọng sàn sân thượng:

Bảng 6.2: Trọng lượng các lớp cấu tạo sàn sân thượng

Các lớp cấu tạo (kN/m 3 ) (cm) n g tc (kN/m 2 ) g n (kN/m 2 ) Đan BTCT cách nhiệt 20 2 1.2 0.400 0.480

Tổng 1.50 1.80 Áp lực đất tầng hầm: bỏ qua trong tính toán hệ khung vì xem các tường chắn làm việc độc lập đã chịu hết tải này

6.3.2 Hoạt tải theo phương đứng:

Dựa vào chức năng của từng loại phòng trong công trình ta tra Bảng 3 Tải trọng tiêu chuẩn phân bố đều trên sàn và cầu thang trong TCVN ta được hoạt tải tác dụng lên các ô sàn như sau:

Bảng 6.3: Hoạt tải tác dụng lên sàn Loại sàn n p tc (kN/m 2 ) p n (kN/m 2 )

Hoạt tải sửa chữa mái: p tt = 1.3x0.75 = 0.975 (kN/m 2 ) 6.3.3 Hoạt tải theo phương ngang:

Hoạt tải theo phương ngang bao gồm hoạt tải gió và động đất (Xem phần Chương 5)

Trong nhà nhiều tầng có tĩnh tải khá lớn cho với hoạt tải (g > 2p với g và p là tĩnh tải và hoạt tải trên dầm) và có chiều cao nhà khá lớn (trên 40m) thì moment trong dầm và cột do hoạt tải gây ra là khá bé so với moment do tĩnh tải và tải trọng gió gây ra Lúc này có thể tính toán gần đúng bằng cách bỏ qua các trường hợp xếp hoạt tải đứng cách tầng cách nhịp mà gộp toàn bộ hoạt tải sàn và tĩnh tải sàn để tính ( Sách Tính toán tiết diện cột bêtông cốt thép - Nguyễn Đình Cống)

Ta xét các trường hợp tải trọng:

1 Tĩnh tải Ký hiệu: TT

2 Hoạt tải chất đầy HT

5 Động đất theo phương X DDX

6 Động đất theo phương Y DDY

7 Động đất theo 2 phương DDXY

Các trường hợp tổ hợp nội lực:

Bảng 6.4 Các trường hợp tổ hợp nội lực

18 COMB18 TT + 0.9HT + 0.675GIOX + 0.675GIOY

19 COMB19 TT + 0.9HT - 0.675GIOX + 0.675GIOY

20 COMB20 TT + 0.9HT + 0.675GIOX - 0.675GIOY

21 COMB21 TT + 0.9HT - 0.675GIOX - 0.675GIOY

Mô hình khung bằng phần mềm Etabs v9.7.1, ta có nội lực khung

Hình 6.2 Mô hình khung bằng Etabs

Hình 6.3 Biểu đồ bao lực dọc cột trục 1 và bao moment dầm trục C 6.6 Kiểm tra chuyển vị đỉnh:

Theo TCXD 198 – 1997, chuyển vị trí theo phương ngàng tại đỉnh kết cấu của nhà cao tầng phân tích theo phương pháp đàn hồi phải thỏa mãn điều kiện:

  trong đó: f là chuyển vị theo phương ngang tại đỉnh kết cấu và H là chiều cao công trình tính từ mặt ngàm

Hình 6.4 Bảng kết quả chuyển vị tại đỉnh công trình

 Chuyển vị tương đối theo phương x của công trình:

    Vậy chuyển vị ngang lớn nhất của công trình nằm trong giới hạn cho phép

- Theo điều 3.2 TCXD 198 – 1997, nhà cao tầng BTCT có tỉ lệ chiều cao trên chiều rộng lớn hơn 5 phải kiểm tra khả năng chống lật dưới tác dụng của động đất và tải gió Ta có: 105.9

B   , nên không cần kiểm tra khả năng chống lật của công trình dưới tác dụng của tải ngang

Từ kết quả biểu đồ bao moment ta chọn moment dương lớn nhất để tính cột thép giữa nhịp, moment âm nhỏ nhất ở gối để tính thép

Các thông số vật liệu:

Bêtông B30(M400) có Rb = 17000(kN/m 2 ); Rbt = 1200(kN/m 2 )

Thép CIII(AIII) có Rs = R’s = 365000(kN/m 2 )

 diện tích cốt thép cần thiết s b b o s

Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min 0.05% s max R b 2.52% o s

    x  , hàm lượng cốt thép hợp lý từ 0.6 – 1.3%

Bảng 6.5 Bảng tính toán thép dọc cho các dầm tầng 11

Dầm tầng 11 Vị trí M (kN) M hc

DN1 gối -343.6 -274.9 800 650 0.585 0.066 0.068 13.32 0.28 12.56 420 nhịp 371.1 445.4 800 650 0.585 0.106 0.113 22.10 0.47 21.99 720 gối -917.3 -733.8 800 650 0.585 0.175 0.194 38.06 0.81 40.99 720 + 522 DN1A gối -350.0 -280.0 800 650 0.585 0.067 0.069 13.59 0.29 12.56 420 nhịp 322.4 386.8 800 650 0.585 0.092 0.097 19.04 0.41 18.85 620 gối -875.1 -700.1 800 650 0.585 0.167 0.184 36.11 0.77 37.85 620 + 522 DN2 gối -534.1 -427.3 800 650 0.585 0.102 0.108 21.15 0.45 21.99 720 nhịp 355.6 426.7 800 650 0.585 0.102 0.108 21.12 0.45 21.99 720 gối -931.2 -745.0 800 650 0.585 0.178 0.197 38.71 0.83 40.99 720 + 522 DN2A gối -899.1 -719.3 800 650 0.585 0.172 0.190 37.22 0.80 40.99 720 + 522 nhịp 333.8 400.6 800 650 0.585 0.096 0.101 19.76 0.42 21.99 720 gối -530.6 -424.4 800 650 0.585 0.101 0.107 21.00 0.45 21.99 720 DN2B gối -836.6 -711.1 800 650 0.585 0.170 0.187 36.75 0.79 40.99 720 + 522 nhịp 319.7 367.6 800 650 0.585 0.088 0.092 18.05 0.39 18.85 620 gối -443.6 -377.0 800 650 0.585 0.090 0.094 18.53 0.40 18.85 620 DN2C gối -821.3 -739.2 800 650 0.585 0.176 0.196 38.37 0.82 40.99 720 + 522 nhịp 359.2 395.1 800 650 0.585 0.094 0.099 19.47 0.42 18.85 620 gối -434.6 -391.2 800 650 0.585 0.093 0.098 19.27 0.41 18.85 620 DN3 gối -833.5 -666.8 800 650 0.585 0.159 0.174 34.21 0.73 34.21 9 nhịp 496.9 596.2 800 650 0.585 0.142 0.154 30.26 0.65 30.41 8 gối -836.6 -669.3 800 650 0.585 0.160 0.175 34.35 0.73 34.21 9 DN3A gối -236.9 -213.2 800 500 0.435 0.092 0.097 14.11 0.41 15.2 422

63 nhịp 297.1 356.5 800 500 0.435 0.154 0.168 24.51 0.70 26.61 722 gối -409.9 -368.9 800 500 0.435 0.159 0.175 25.46 0.73 26.61 722 DN3B gối -401.7 -361.5 800 500 0.435 0.156 0.171 24.89 0.72 26.61 722 nhịp 299.5 359.4 800 500 0.435 0.155 0.170 24.73 0.71 26.61 722 gối -242.2 -218.0 800 500 0.435 0.094 0.099 14.44 0.42 15.2 422 DN4 gối -78.7 -63.0 250 400 0.335 0.147 0.159 5.60 0.67 6.28 220 nhịp 49.6 59.6 250 400 0.335 0.139 0.150 5.27 0.63 6.28 220 gối -58.2 -46.6 250 400 0.335 0.108 0.115 4.04 0.48 6.28 220

DN4B gối -55.3 -55.3 250 400 0.335 0.129 0.138 4.86 0.58 6.28 220 gối -17.3 -17.3 250 400 0.335 0.040 0.041 1.44 0.17 6.28 220 DN4C gối -50.6 -40.5 250 400 0.335 0.094 0.099 3.48 0.42 6.28 220 nhịp 50.8 61.0 250 400 0.335 0.142 0.154 5.40 0.65 6.28 220 gối -90.1 -72.1 250 400 0.335 0.168 0.185 6.50 0.78 6.28 220 DN5 gối -66.4 -66.4 250 400 0.335 0.155 0.169 5.93 0.71 6.28 220 nhịp 60.0 60.0 250 400 0.335 0.140 0.151 5.31 0.63 6.28 220 gối -27.4 -27.4 250 400 0.335 0.064 0.066 2.32 0.28 6.28 220 DN6 gối -8.9 -8.9 250 400 0.335 0.021 0.021 0.74 0.09 6.28 220 nhịp 7.8 7.8 250 400 0.335 0.018 0.018 0.64 0.08 6.28 220 gối -12.6 -12.6 250 400 0.335 0.029 0.030 1.05 0.12 6.28 220

DN7 gối -263.2 -263.2 250 600 0.535 0.240 0.279 15.67 1.17 15.71 520 nhịp 288.6 288.6 250 600 0.535 0.264 0.312 17.52 1.31 18.85 6 DN7A nhịp 383.5 460.2 400 800 0.735 0.139 0.151 18.55 0.63 18.85 6 gối -565.7 -452.6 400 800 0.735 0.137 0.148 18.22 0.62 18.85 6

DN7B gối -676.3 -541.1 400 800 0.735 0.164 0.180 22.16 0.75 21.99 7 nhịp 383.5 460.2 400 800 0.735 0.139 0.151 18.55 0.63 18.85 6 DD1 gối -71.1 -71.1 250 400 0.335 0.166 0.182 6.40 0.76 6.28 220 nhịp 33.5 33.5 250 400 0.335 0.078 0.081 2.86 0.34 6.28 220 gối -45.6 -45.6 250 400 0.335 0.106 0.113 3.95 0.47 6.28 220 DD1A gối -462.3 -462.3 650 650 0.585 0.136 0.147 23.36 0.61 22.81 622 nhịp 218.2 218.2 650 650 0.585 0.064 0.066 10.57 0.28 11.4 322 gối -224.0 -224.0 650 650 0.585 0.066 0.068 10.86 0.29 11.4 322 DD1B gối -405.3 -324.2 650 650 0.585 0.095 0.100 15.99 0.42 18.85 620 nhịp 162.2 194.7 650 650 0.585 0.057 0.059 9.39 0.25 9.42 320 gối -223.4 -178.7 650 650 0.585 0.053 0.054 8.60 0.23 9.42 320 DD2A gối -486.6 -413.6 650 650 0.585 0.122 0.130 20.72 0.54 22.81 622 nhịp 192.8 221.7 650 650 0.585 0.065 0.067 10.74 0.28 11.4 322 gối -259.8 -220.8 650 650 0.585 0.065 0.067 10.70 0.28 11.4 522 DD2B gối -437.9 -341.6 650 650 0.585 0.100 0.106 16.89 0.44 18.85 620 nhịp 175.7 214.3 650 650 0.585 0.063 0.065 10.38 0.27 12.56 420 gối -297.5 -232.1 650 650 0.585 0.068 0.071 11.27 0.30 12.56 420 DD3A gối -887.5 -710.0 1000 800 0.735 0.086 0.090 27.71 0.38 29.1 622 + 2 nhịp 685.1 822.1 1000 800 0.735 0.099 0.105 32.34 0.44 35.38 622 + 4 gối -1645.4 -1316.3 1000 800 0.735 0.159 0.174 53.75 0.73 52.26 622 + 625 DD3B gối -868.5 -694.8 1000 800 0.735 0.084 0.088 27.09 0.37 26.61 622 + 2 nhịp 692.2 830.6 1000 800 0.735 0.100 0.106 32.70 0.44 32.89 622 + 4 gối -1673.5 -1338.8 1000 800 0.735 0.162 0.178 54.77 0.75 61.16 622 + 625 DD4A gối -1326.9 -1326.9 500 1000 0.935 0.198 0.223 43.77 0.94 49.51 628 + 4 nhịp 1288.4 1288.4 500 1000 0.935 0.193 0.216 42.32 0.91 49.51 628 + 4

DD4B gối -1114.0 -1114.0 500 1000 0.935 0.167 0.183 35.94 0.77 38.01 1022 nhịp 1111.2 1111.2 500 1000 0.935 0.166 0.183 35.84 0.77 38.01 1022 DD5A gối -291.3 -291.3 500 700 0.635 0.094 0.099 13.23 0.42 12.56 420 DD5B gối -273.6 -273.6 500 700 0.635 0.089 0.093 12.38 0.39 12.56 420

Bảng 6.6 Bảng tính toán thép dọc cho dầm khung trục 2

Tầng Dầm Vị trí M (kN) Mhc

P3 - 01 DD3A1 gối -71.6 -71.6 500 650 0.585 0.027 0.028 3.40 0.12 ct ct nhịp 402.0 402.0 500 650 0.585 0.154 0.168 20.55 0.70 22.81 622 P3 - 01

- Theo điều 5.4.2.2 TCXD 375 – 2006, trong các dầm kháng chấn chính, lực cắt thiết kế phải được xác định phù hợp với quy tắc thiết kế theo khả năng chịu lực và tiêu tán năng lượng, dựa trên cơ sở sự cân bằng của dầm dưới tác động của: a) tải trọng tác dụng ngang với trục dầm trong tình huốn thiết kế chịu động đất và b) moment đầu mút Mi,d (với i = 1.2 biểu thị các tiết diện đầu mút của dầm), tương ứng với sự hình thành khớp dẻo theo các chiều dương và âm của tải trọng động đất

- Thiết kế cho các khớp dẻo được hình thành tại các đầu mút của dầm (nếu chúng hình thành ở đó trước tiên) hoặc trong các cấu kiện thẳng đứng được nối vào nút liên kết dầm như Hình 6.4

Tại tiết diện đầu mút thứ i, cần tính toán hai giá trị của lực cắt tác dụng, tức là giá tri lớn nhất VEd,max,i và giá trị nhỏ nhất VEd,min,i tương ứng với moment dương lớn nhất và moment âm lớn nhất M i,d tại đầu mút mà chúng có thể phát triên tại các đầu mút 1 và 2 của dầm

Giá trị đầu mút M i,d có thể được xác định như sau:

 Rd – hệ số tính đến khả năng tăng cường độ có thể xảy ra do biếng cứng của thép Trường hợp dầm thuộc loại cấp dẻo kết cấu trung bình, nó có thể lấy bằng 1

M Rb,i – giá trị thiết kế khả năng chịu moment uốn của dầm tại đầu mút thứ I theo chiều moment uốn do dao động theo phương đang xét của tác động động đất

Giá trị lực cắt lớn nhất tại đầu mút dầm được xác định như sau:

Tại đầu mút dầm nơi dầm tựa gián tiếp lên một dầm khác, thay vì việc tạo thành khung cùng với cấu kiện thẳng đứng, moment đầu mút dầm Mi,d ở đó có thể lấy bằng moment tác dụng tại tiết diện đầu mút dầm trong tình huống thiết kế chịu động đất

Hình 6.5 Giá trị thiết kế của khả năng chịu lực cắt trong dầm

Phạm vi giới hạn vùng kháng chấn chính: các vùng kháng chấn chính có chiều dài lên tới l cr

= hw (trong đó hw là chiều cao dầm) tính từ tiết diện ngang đầu mút dầm liên kết vào nút

NỀN MÓNG

THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT

7.1.1 Xử lý và thống kê địa chất để tính toán nền móng:

Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ thiết kế nền móng có số lượng hố khoan nhiều và số lượng mẫu đất trong một lớp đất lớn Vấn đề đặt ra là những lớp đất này ta phải chọn được chỉ tiêu đại diện cho đất nền

Ban đầu khi khoan lấy mẫu dựa vào sự quan sát thay đổi màu, hạt đất mà ta phân chia thành từng lớp đất

Theo QPXD 45 – 78 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

7.1.2 Phân chia đơn nguyên địa chất:

Ta dựa vào hệ số biến động  phân chia đơn nguyên

Hệ số biến động có dạng như sau:

  , trong đó giá trị trung bình của một đặc trưng: 1 n i i

 và độ lệch toàn phương trung bình: 2

  với Ai là giá trị riêng của đặc trưng từ một thí nghiệm riêng, n là số lần thí nghiệm 7.1.2.2 Quy tắc loại trừ các sai số:

Trong tập hợp mẫu của một lớp đất có hệ số biến động   [] thì đạt còn ngược lại thì ta phải loại trừ các số liệu có sai số lớn

Trong đó, [] là hệ số biến động lớn nhất, tra bảng QPXD 45 – 78 tùy thuộc vào từng loại đặc trưng

Bảng 7.1 Hệ số biến động Đặc trưng của đất Hệ số biến động []

Trong lượng riêng 0.05 Độ ẩm tự nhiên 0.15

Chỉ tiêu sức chống cắt 0.30 Cường độ nén một trục 0.40 Kiểm tra thống kê, loại trừ số lớn A i theo công thức sau:

 - tiêu chuẩn thống kê, lấy theo số lượng các kết quả thí nghiệm n

 là ước lượng độ lệch, khi n  25 thì lấy  CM = 

Giá trị tiêu chuẩn của tất cả các đặc trưng của đất là giá trị trung bình cộng của kết quả thí nghiệm riêng lẽ A (trừ lực dính đơn vị c và góc ma sát trong )

Các giá trị tiêu chuẩn của lực dính đơn vị và góc ma sát trong được thực hiện theo phương pháp bình phương cực tiểu của quan hệ tuyến tính của ứng suất pháp i và ứng suất tiếp cực hạn  i của các thí nghiệm cắt tương đương theo công thức  = tg + c

Lực đính đơn vị tiêu chuẩn c tc và góc ma sát trong tiêu chuẩn  tc được xác định theo công thức sau:

Nhằm mục đích nâng cao độ an toàn cho ổn định của nền chịu tãi, một số tính toán ổn định của nền được tiến hành với các đặc trưng tính toán

Trong QPXD 45 – 78, các đặc trưng tính toán của đất được xác định theo công thức sau: tc tt d

A tc – giá trị đặc trưng đang xét kd – hệ số an toàn về đất

- Với lực dính c, góc ma sát trong , trọng lượng riêng  và cường độ chịu nén một trục tức thời có hệ số an toàn về đất được xác định như sau:

 - chỉ số độ chính xác được xác định như sau:

+ Lực dính, và hệ số ma sát tg ta có  = t Để tính toán  giá trị độ lệch toàn phương trung bình được xác định như sau:

+ Trọng lượng riêng  và cường độ chịu nén một trục R c

 1 , trong đó: t - hệ số phụ thuộc vào xác suất tin vậy  Khi tính nền theo biến dạng thì  = 0.85 Khi tính nền theo cường độ thì  = 0.95 Ý nghĩa của hệ số độ tin cậy  được hiểu như sau:

I ĐƯỜNG TIÊU CHUẨN ĐƯỜNG TTGH II ĐƯỜNG TTGH I c

Các đặc trưng tính toán theo TTGH I và TTGH II có giá trị nằm trong một khoảng:

+ Khi tính toán nền theo cường độ và ổn định thì ta lấy các đặc trưng tính toán TTGH I (nằm torng khoảng lớn hơn  = 0.95)

+ Khi tính toán nền theo biến dạng thì ta lấy các đặc trưng tính toán TTGH II (nằm torng khoảng lớn hơn  = 0.85)

7.2.1 Mô tả các lớp đất:

Công trình “ A&B TOWER” được tiến hành khoan 4 hố koan, mỗi hố sâu 80m Ta phân ra thành 13 lớp đất và 3 lớp thấu kính

Hình 6.1 Mặt cắt địa chất

Sét la?n dăm sạn Cát pha MNN Ký hiệu lớp

Seùt pha Đất san lấp Sét

- Lớp 1: là lớp đất san lấp ở trên cùng , bề dày trung bình 0.8m Thành phần chủ yếu của đất là bê tông, sạn sỏi, cát, sét màu nâu đen, vàng

- Lớp 2: là lớp sét dẻo mềm, bề dày trung bình 1.5m Thành phần chủ yếu của đất là sét, bột màu xám đen, trạng thái dẻo mềm

- Lớp 3: là lớp sét chứa dăm sạn, cứng, bề dày trung bình là 2.4m Thành phần chủ yếu là sét, bột màu xám đen, trạng thái cứng

- Thấu kính 4a: là sét pha nửa cứng, bề dày 3.7m Thành phần chủ yếu của đất là cát, sét màu xám nhạt, vàng nhạt, trạng thái nửa cứng

- Lớp 4: là lớp sét nửa cứng, bề dày trung bình 3.8m Thành phần chủ yếu cùa đất là sét, cát, bột màu nâu nhạt, xám nhạt, trạng thái nửa cứng

- Lớp 5: lớp sét pha dẻo mềm, bề dày trung bình 8m Thành phần chủ yếu của đất là cát, sét màu xám trắng, xám nhạt, trạng thái dẻo mềm

- Lớp 6: là lớp cát pha dẻo, bề dày trung bình 15.5m Thành phần chủ yếu của đất là cát, sét màu xám trắng, nâu nhạt, vàng nhạt, trạng thái dẻo

- Lớp 7: là lớp sét pha dẻo cứng, dề dày trung bình 7m Thành phần chủ yếu của đất là sét,cát, bột màu vàng nhạt, xám trắng, trạng thái dẻo cứng

- Lớp 8: là lớp sét dẻo cứng, bề dày trung bình là 4.6m Thành phần chủ yếu của đất là sét, bột màu nâu nhạt, xám nhạt, trạng thái dẻo cứng

- Lớp 9: là lớp cát pha dẻo, bề dày trung bình 5.8m Thành phần chủ yếu của đất là cát, sét màu xám trắng, vàng nhạt, trạng thái dẻo

- Lớp 10: là lớp sét cứng, bề dày trung bình 6.5m Thành phần chủ yếu của đất là sét, bột, cát màu nâu nhạt, xám nhạt, trạng thái cứng

- Thấu kính 10a: là sét pha dẻo cứng, bề dày 4.2m Thành phần chủ yếu của đất là cát, sét màu xám trắng, vàng nhạt, trạng thái dẻo cứng

- Thấu kính 10b: là cát pha dẻo, bề dày 2.1m Thành phần chủ yếu của đất là cát, sét màu xám xanh, trạng thái cứng

- Lớp 11: là lớp cát pha dẻo, bề dày trung bình 17.5m Thành phần chủ yếu của đất là cát, sét màu xám trắng, vàng nhạt, nâu nhạt, trạng thái dẻo

- Lớp 12: là lớp sét pha dẻo cứng, bề dày trung bình là 6.8m Thành phần chủ yếu của đất là cát, sét, bột màu vàng nhạt, xám trắng, trạng thái dẻo cứng

- Lớp 13: là lớp cát pha dẻo, bề dày lớp chưa xác định Thành phần chủ yếu của đất là cát, sét màu xám trắng, vàng nhạt nâu nhạt, trạng thái dẻo

7.2.2 Thống kế lớp đất số 5:

(Các lớp đất khác thực hiện tương tự.)

Bề dày trung bình là 8m Thành phần chủ yếu của đất là cát, sét màu xám trắng, xám nhạt, trạng thái dẻo mềm

7.2.2.1 Thống kế dung trọng tự nhiên:

STT Kí hiệu mẫu  w (kN/m 3 ) ( w -  tb ) 2 Ghi chú

Trung bình tb 19.100 a Kiểm tra thống kê: n tc 2 i i 1

 Vậy tập hợp mẫu được chọn b Giá trị tiêu chuẩn: n i i 1 3 tc

Bảng 7.3 Bảng tổng hợp dung trọng tự nhiên lớp đất số 5

Lớp đất Ký hiệu Giá trị Ghi chú

Tập hợp mẫu được chọn

Giá trị tiêu chuẩn  tc (kN/m 3 ) 19.100 Số TN n = 3

7.2.2.2 Thống kê lực dính c và góc ma sát trong : a Bảng tính:

(kN/m 2 ) Dùng hàm LINEST ND1-7

65.800 150 b Biểu đồ: c Kiểm tra thống kê: tg tg c c

Vì có mẫu không đạt yêu cầu nên tập hợp mẫu không được chọn Dựa vào biểu đồ, lần lượt loại bỏ các giá trị nằm xa đường thẳng nội suy: ( = 150;  = 53.600); ( 100;  = 40.300)

BIỂU ĐỒ THÍ NGHIỆM CẮT - LỚP 5 y = 0.340x + 12.611

0 50 100 150 200 Ứng suất pháp σ (kN/m2) ệ Ùn g s u aỏ t ti e ỏp τ ( k N/m 2 )

Cuối cùng ta có bảng số liệu:

(kN/m 2 ) Dùng hàm LINEST ND1-7

65.800 150 d Biểu đồ sau khi loại mẫu: e Kiểm tra lại các mẫu: tg tg c c

Mẫu được chọn thỏa mãn điều kiện

BIỂU ĐỒ THÍ NGHIỆM CẮT - LỚP 5 y = 0.391x + 10.224

0 50 100 150 200 Ứng suất pháp σ (kN/m2) ệ Ùn g s u aỏ t ti e ỏp τ ( k N/m 2 )

Bảng 7.4 Bảng tông hợp chỉ tiêu chống cắt của lớp đất thứ 5

Lớp đất Ký hiệu Giá trị Ghi chú

Kiểm tra thống kê tg

Tập hợp mẫu được chọn

Góc ma sát trong tg tc 0.391

 tc ( o ) 21.347 Lực dính c tc ( (kN/m 2 ) 10.224

7.2.3 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu của các lớp đất:

Mặt nước ngầm cách mặt đất 0.53(m)

Từ việc thống kê tương tự như lớp đất số 10 ta có bảng tổng hợp các chỉ tiêu

Bảng 7.5 Chỉ tiêu vật lí các lớp đất

Dung trọng tự nhiên (kN/m3) Chỉ số dẻo

Bảng 7.6 Chỉ tiêu cường độ các lớp đất

Các chỉ tiêu sức chống cắt

Lực dính (kN/m2) Góc ma sát (o) c tc c I c II  tc  I  II

THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI

Nhà nhiều tầng mang tải trọng lớn nên sử dụng cọc khoan nhồi

Mặt móng thiết kế tại cao trình tầng hầm 3 (-10.3m), tận dụng mặt móng làm sàn tầng hầm Đơn giản hóa việc thiết kế móng bằng cách xác định các cột có các cặp phản lực tương đương nhau (lực dọc chênh lệch không quá 15%) quy thành một nhóm, rồi dùng cặp nội lực nguy hiểm nhất của nhóm cột đó để tính toán

8.1.1 Mặt bằng hệ lưới cột vách:

Hình 8.1 Mặt bằng hệ lưới cột 8.1.2 Tải trọng:

Tải trọng dùng để tính toán móng được lấy từ phản lực chân cột xuất ra từ mô hình trong ETABS trong phần giải khung

Bảng 8.1 Phản lực tại các chân cột

Cột N (kN) Q x (kN) Q y (kN) M x (kNm) M y (kNm)

Bảng 8.2 Phản lực dùng để tính móng cột và vách

Nhóm móng N (kN) Q x (kN) Q y (kN) M x (kNm) M y (kNm)

8.1.3 Chọn vật liệu làm móng:

+ Bê tông cấp độ bền B30(M400) có:

R = 40000(kN/m 2 ) + Thép CIII(AIII) có:

8.2 Tính toán sức chịu tải của cọc:

8.2.1 Chọn sơ bộ kích thước của cọc:

- Chọn cọc có đường kính d = 1.5(m)

- Chọn chiều cao của đài cọc là 3.0(m)

- Mũi cọc tựa vào lớp đất 11 (lớp cát pha dẻo) vì lớp này là lớp đất tốt và dày Chiều dài làm việc của cọc là 46.7(m) Chiều sâu từ mặt đất xuống đến mũi cọc là 60(m)

141 Hình 8.2 Chiều sâu cắm cọc

8.2.2 Tính toán sức chịu tải của cọc d = 1.5(m):

8.2.2.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

Sức chịu tải của cọc theo vật liệu được tính theo công thức:

Ru - cường độ tính toán của bê tông cọc khoan nhồi, xác định đối với cọc đổ bê tông dưới dung dịch bentonite có giá trị 6000( / 2 ) u 4.5

  - diện tích tiết diện cọc

Ran – cường độ tính toán của cốt thép xác định đối với cốt thép nhỏ hơn 28 có giá trị 220000( / 2 )

R  R  kN m với R c là giới hạn chảy của thép Với vật liệu đã chọn như trên ta có:

R   kN m  kN m nên ta lấy R u = 6000(kN/m 2 )

R   MPa  MPa lấy Ran = 220(MPa) = 220000(kN/m 2 )

Hàm lượng cốt thép trong cọc được lấy theo cấu tạo, không được nhỏ hơn 0.4% - 0.65%

Chọn thép 3220 có A s = 94.26(cm 2 ), hàm lượng khoảng 0.5%

Diện tích bê tông cọc Ab = Aa – As = 1.758(m 2 )

 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

8.2.2.2 Theo chỉ tiêu cường độ (phụ lục B - TCXD 205 – 1998)

- Sức chịu mũi Qp: Sức chịu tải đơn vị tại mũi cọc tính theo công thức của Terzaghi cho móng tròn: q p 1.3 N c  c N q  q 0.3   ’ d N  , trong đó:

+ N c , N q , N  - tra từ góc ma sát  của lớp đất tại mũi cọc theo bảng tra của Terzaghi;

+ c – lực dính của lớp đất tại mũi cọc;

+ q - ứng suất hữu hiệu bản thân của đất, tính tại mũi cọc;

+ ’ – dung trọng đẩy nổi của đất tại mũi cọc;

Lớp đất số 11 có  = 20.84 o , tra bảng được N q = 8.124; N c = 18.78; N  = 5.788 c = 9.156(kN/m 2 ); ’ = 9.117(kN/m 3 ) 560.8( / 2) q i i l  kN m

- Thành phần chịu tải do ma sát xung quanh cọc Qs: s i s

Q  u l f , trong đó: u – chu vi tiết diện cọc; li – chiều dài phần thân cọc tính trong mỗi lớp đất;

' s a v a f c   (1 sin ).tan   – sức chịu tải đon vị do ma sát xung quanh cọc, với c a c I min ,    I max ,   a I min

 v - ứng suất hữu hiệu bản thân đất nền lấy ở giữa mỗi lớp đất

Bảng 8.3 Lực ma sát của cọc nhồi theo chỉ tiêu cường độ

 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ:

8.2.2.3 Theo chỉ tiêu SPT (công thức TCVN 195 – 1997):

Q a – sức chịu tải của cọc tính bằng tấn;

N - chỉ số SPT trung bình của đất trong khoảng 1d dưới mũi cọc và 4d dưới mũi cọc; nếu N60 thì lấy N60, nếu N50 thì trong công thức lấy N50;

Ap – diện tích tiết diện mũi cọc (m2);

N c – giá trị trung bình của chỉ số SPT trong lớp đất rời;

Ns – giá trị trung bình của chỉ số SPT trong lớp đất dính;

Lc – chiều dài phần thân cọc nằm trong lớp đất rời (m);

Ls – chiều dài phần thân cọc nằm trong lớp đất dính (m);

 - chu vi tiết diện cọc, (m2);

W p – hiệu số giữa trong lượng cọc và trọng lượng của trụ đất nền do cọc thay thế tính bằng tấn

Từ 61.5(m) đến 67.5(m) có 2 mẫu SPT: SPT1 – 27 có N = 15 và SPT1 – 28 có N 19 Trị số trung bình N17 Giá trị W p = 39.4 (T)

Bảng 8.4 Bảng chỉ số SPT các lớp đất

 Giá trị Qa(SPT) là:

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

Sức chịu tải cho phép của cọc đơn: a tc tc

Q a – sức chịu tải cho phép của cọc; ktc – hệ số an toàn lấy bằng 1.4 do sức chịu tải cọc lấy theo tính toán;

Qtc – sức chịu tải tiêu chuẩn theo đất nền của cọc đơn:

Q m m q A u  m f l m - hệ số điều kiện làm việc; m = 0.8 khi cọc tựa lên nền sét có độ no nước G

Định dạng
Số trang	194
Dung lượng	6,85 MB