Nội dung thực hiện đề tài Kiến trúc Thể hiện các bản vẽ kiến trúc .Kết cấu Mô hình, phân tích, tính toán, thiết kế sàn tầng điển hình tầng 3 Phương án sàn dầm; Mô hình, phân tích,
TỔNG QUAN KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
Giới thiệu công trình
Công trình cao 61.2 (m) tính từ mặt đất tự nhiên
Với chiều cao công trình gồm 1 tầng hầm, 1 tầng thương mại, 15 tầng điển hình, 1 tầng thượng và 1 tầng mái
Công trình tọa lạc trên đường , huyện Cái Bè, tỉnh Tiền Giang, Việt Nam là nút giao thuận tiện trên trục đường giao thông chính huyện, có ở vị trí thoáng, đẹp tạo điểm nhấn và sự hài hòa của huyện
Phương pháp Phương pháp giải tích Phương pháp số-phần tử hữu hạn
Hệ phương trình có rất nhiều biến và ẩn phức tạp → Việc tìm kiếm nội lực khó khăn Đòi hỏi người dùng phải hiểu và sử dụng tốt phần mềm để có thể nhìn nhận đúng nội lực và biến dạng vì phần mềm không mô tả chính xác thực tế
→Ở đồ án, sinh viên lựa chọn phương pháp phần tử hữu hạn (thông qua sự hỗ trợ của các phần mềm) để thực hiện tính toán thiết kế Thông qua các mô hình phân tích, sinh viên có thể dễ dàng xuất được nội lực, chuyển vị, mà phương pháp giải tích phải tốn rất nhiều thời gian để xác định Tuy nhiên, một số cấu kiện sinh viên kết hợp phương pháp giải tích và phần tử hữu hạn để đem lại kết quả tin cậy hơn
1.1.4 Kiểm tra trạng thái giới hạn:
Khi tính toán thiết kế kết cấu bê tông cốt thép cần phải thỏa mãn những yêu cầu về tính toán theo độ bền (TTGH I) và đáp ứng điều kiện sử dụng bình thường (TTGH II)
Trạng thái giới hạn thứ nhất TTGH I (về cường độ) nhằm đảm bảo khả năng chịu lực của kết cấu, cụ thể bảo đảm cho kết cấu:
• Không bị phá hoại do tác dụng của tải trọng và tác động;
• Không bị mất ổn định về hình dạng và vị trí;
Trạng thái giới hạn thứ hai TTGH II (về điều kiện sử dụng) nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của kết cấu, cụ thể cần hạn chế:
• Khe nứt không mở rộng quá giới hạn cho phép hoặc không xuất hiện khe nứt;
• Không có những biến dạng quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động.
Phần mềm tính toán thể hiện bản vẽ
Phần mềm phân tích kết cấu: ETABS 9.7.4v (Hệ khung và mô phỏng giai đoạn thi công Shoring & Kingpost), SAFE 2016 (Sàn, móng)
Phần mềm triển khi bản vẽ: Autocad 2020
Microsoft 2016 và một số chương trình tính VBA Excel do sinh viên tự phát triển
Vật liệu sử dụng
Sử dụng bê tông có cấp độ bền B30 cho các cấu kiện:
- Cường độ chịu nén: Rb MPa
- Cường độ chịu kéo: Rbt=1.2 MPa
- Mô đun đàn hồi: Eb = 32.5×10 3 MPa
Cốt thộp: thộp trơn ỉ 2s không thỏa yêu cầu a)
→ Sử dụng phương pháp phân tích phổ phản ứng dao động để tính toán tải động đất
3.4.1 Tính toán tải động đất:
Gia tốc nền thiết kế
Theo phụ lục H, TCVN 9386 – 2012: bảng phân vùng gia tốc nền theo địa danh hành chính
Vị trí công trình: huyện Cái Bè, tỉnh Tiền Giang
Đỉnh gia tốc nền hình chiếu a gR 0.0156g
Theo phụ lục F, TCVN 9386 – 2012: phân cấp, phân loại công trình xây dựng Tra bảng ứng với công trình cấp I I = 1.25 Độ cản nhớt 5%
Gia tốc nền thiết kế
Không cần tính toán và cấu tạo kháng chấn theo TCVN 9386 – 2012
Xác định loại đất nền
Theo bảng 3.1 mục 3.1.2(1) và bảng 3.2 mục 3.2.2.2, TCVN 9386 – 2012
Dựa vào thông số địa chất công trình đất nền loại D
Giá trị các tham số mô tả các phổ phản ứng đàn hồi:
Hệ số ứng xử các tác động của động đất theo phương ngang
Theo mục 5.2.2.2 (1)P, TCVN 9386 – 2012: giá trị giới hạn trên của hệ số ứng xử:
0 w q q k 1.5 Trong đó: q - giá trị cơ bản của hệ số ứng xử, phụ thuộc vào loại hệ kết cấu và tính đều 0 đặn của nó theo mặt đứng
Theo bảng 5.1, TCVN 9386-2012: Thiết kế cấp dẻo kết cấu trung bình với hệ kết cấu dễ xoắn và nhà không đều đặn theo mặt đứng q 0 2 80%1.6 k - hệ số phản ánh dạng phá hoại phổ biến trong hệ kết cấu có tường w
Theo mục 5.2.2.2(11)P, TCVN 9386-2012: đối với hệ kết cấu dễ xoắn
Với h - chiều cao tường thứ i wi l - độ dài tường thứ i wi
Nhận xét: Công trình có rất nhiều tường, chiều dài tường nhỏ rất nhiều so với chiều cao tường k w 1
Vậy giá trị giới hạn trên của hệ số ứng xử q q 0 k w 1.6 1 1.6
Phổ thiết kế S d (T) theo phương ngang
Theo mục 3.2.2.5, TCVN 9386 – 2012, phổ thiết kế dùng cho phân tích đàn hồi
- hệ số ứng với cận dưới của phổ thiết kế theo phương nằm ngang 0.2 Lực cắt đáy F bi d i i
S - phổ thiết kế theo phương ngang d
W - trọng lượng hữu hiệu tương ứng với dạng dao động thứ i i
Tác động của động đất phân phối lên các tầng: ij j i bi n ij j i 1 y W
Trong đó: y - chuyển vị tỷ đối của tầng j ứng với dạng dao động thứ I cho mỗi phương ij
Bảng 3.13 Lực cắt đáy Mode 1 theo phương Y
Mode Chu kỳ (s) % khối lượng dao động WT (Tấn) Phổ thiết kế Sd(m/s 2 )
Mode Chu kỳ (s) % khối lượng dao động WT (Tấn) Phổ thiết kế Sd(m/s 2 )
Bảng 3.15 Lực cắt đáy Mode5 phương Y
Mode Chu kỳ (s) % khối lượng dao động WT (Tấn) Phổ thiết kế Sd(m/s 2 )
Bảng 3.16 Lực cắt đáy Mode7 theo phương X
Mode Chu kỳ (s) % khối lượng dao động WT (Tấn) Phổ thiết kế Sd(m/s 2 )
Bảng 3.17 Tổ hợp các phản ứng dao động động đất
Tầng DDX1 DDX2 DDX DDY1 DDY2 DDY
(kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN)
tổ hợp tải trọng
Bảng 3.18 Các loại tải trọng
Load Type SelfWeight Multipler Note
TLBT Dead 1 Trọng lượng bản thân
TTCT Dead 0 Tải cấu tạo sàn
TTTX Dead 0 Tải trọng tường xây
HT1 Live 0 Hoạt tải ngắn hạn, 1.2
HT2 Live 0 Hoạt tải ngắn hạn, 1.3
GX Wind 0 Tải Gió theo phương X
GY Wind 0 Tải Gió theo phương Y
DDX Seismic 0 Tải Động đất theo phương X
DDY Seismic 0 Tải Động đất theo phương Y
3.5.2 Các trường hợp tải trọng:
Bảng 3.19 Các trường hợp tải trọng
Name Load case type Scale factor
TT-TT 1.1TLBT+1.1TTCT+1.3TTTX
3.5.3 Các tổ hợp tải trọng:
Bảng 3.20 Tổ hợp tải trọng sàn
TH1 1TT-TC+1HT-TC Combo kiểm tra chuyển vị toàn phần
TH2 1TT-TC+0.35HT-TC Combo kiểm tra chuyển vị dài hạn
TH3 1HT-TC Combo kiểm tra chuyển vị ngắn hạn
TINHTHEP 1TT-TT+1HT-TT Combo tính toán cốt thép
Bảng 3.21 Tổ hợp tải trọng cầu thang
CV 1TTTC+1HTTC Combo kiểm tra chuyển vị TINHTHEP 1TTTT+1HTTT Combo tính toán cốt thép
Bảng 3.22 Tổ hợp tải trọng vách-lõi-dầm móng theo TTGH I
TT-TT HT-TT GX-TT GY-TT DDX DDY
TH bao BAO ENVE TH1+…+TH17
Bảng 3.23 Tổ hợp tải trọng vách-lõi-dầm móng theo TTGH II
TT-TT HT-TT GX-TT GY-TT DDX DDY
TH bao BAO ENVE TH1+…+TH17
KIỂM TRA TRẠNG THÁI GIỚI HẠN II
kiểm tra ổn định chống lật
Theo mục 2.6.3 và mục 3.2 TCXD 198-1997
Kiểm tra ổn định chống lật: Tỉ lệ moment lật do tải trọng ngang gây ra phải thỏa mãn điều kiện: M CL / M L 1.5
Trong đó: M , M - moment chống lật và moment gây lật CL L
Nhà cao tầng bê tông cốt thép có tỉ lệ chiều cao trên chiều rộng lớn hơn 5 phải kiểm tra chống lật dưới tác dụng của động đất và tải trọng gió
Bảng 4.1 Kiểm tra chống lật cho công trình
KIểm tra chuyển vị đỉnh
Theo bảng G5, TCVN 2737-2023, chuyển vị ngang giới hạn fu Đối với nhà nhiều tầng: f u h / 500
Với h = 61.2 (m) – chiều cao nhà nhiều tầng, lấy từ mặt móng đến trục xà đỡ mái
Bảng 4.2 Kết quả chuyển vị đỉnh công trình
Tầng Phương Tổ hợp Chuyển vị lớn nhất
kiểm tra gia tốc đỉnh
Nhận xét về chuyển động của công trình:
Dưới tác động của gió được mô tả bởi các đại lượng vật lý khác nhau bao gồm các giá trị lớn nhất của vận tốc, gia tốc và tốc độ thay đổi của gia tốc Gió gây chuyển động của tòa nhà có quy luật hình sin với tần số f gần như không đổi, nhưng khi đổi pha, mỗi lượng này liên quan tới hằng số 2 f , v 2 fD, a 2 f 2 f
Phản ứng của con người đối với tòa nhà là một phản ứng sinh lý phwucs tạp Con người không cảm nhận trực tiếp vận tốc khi vật chuyển động với vconst Tuy nhiên, nếu vconst, tức chuyển động có gia tốc a, con người sẽ bắt đầu cảm nhận chuyển động Vì thế chúng ta cần kiểm tra gia tốc đỉnh để kiểm tra tính thoải mái của con người khi ở trong nhà cao tầng
Tính gần đúng (bỏ qua cản), giá trị tính toán của gia tốc đỉnh cực đại sẽ được tính như nhau:
T1 - chu kỳ dao động mode đầu tiên, T1 = 2.22(s) d max f - chuyển vị lớn nhất do mode dao động đầu tiên f d max 0.008(mm)
Theo điều 2.6.3 TCXD 198 – 1997: gia tốc cực đại chuyển vị đỉnh công trình nằm trong giới hạn cho phép: a 150(mm / s ) 2
Thỏa điều kiện gia tốc đỉnh cho phép.
Kiểm tra chuyển vị ngang lệch tầng
Theo mục 4.4.3.2(1), TCVN 9386-2012: hạn chế chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng Đối với các nhà có bộ phận phi kết cấu bằng vật liệu giòn được gắn vào kết cấu: d vr 0.005h Trong đó: v - hệ số chiết giảm xét đến chu kỳ lặp thấp hơn của tác động động đất liên quan đến yêu cầu hạn chế hư hỏng, với công trình cấp I thì v = 0.4 h - chiều cao tầng dr - chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng r d c d q d ( mục 4.4.2.2(2), TCVN 9386-2012) Với:
35 qd – hệ số ứng xử chuyển vị, giả thiết q = 1.6 dc – chuyển vị của cùng điểm đó của hệ kết cấu được xác định bằng phân tích tuyến tính dựa trên phổ phản ứng thiết kế
Bảng 4.3 Kiểm tra chuyển vị lệch tầng
Tầng h Drift X Drift Y [Drift] Kiểm tra Tầng mái 3.6 0.001661 0.001832 0.0078 Thỏa Tầng thượng 3.6 0.001687 0.001936 0.0078 Thỏa Tầng 16 3.6 0.001714 0.00208 0.0078 Thỏa Tầng 15 3.6 0.001746 0.00226 0.0078 Thỏa Tầng 14 3.6 0.001782 0.002455 0.0078 Thỏa Tầng 13 3.6 0.001808 0.002668 0.0078 Thỏa Tầng 12 3.6 0.001842 0.002913 0.0078 Thỏa Tầng 11 3.6 0.001869 0.003165 0.0078 Thỏa Tầng 10 3.6 0.001888 0.003417 0.0078 Thỏa Tầng 9 3.6 0.001897 0.003644 0.0078 Thỏa Tầng 8 3.6 0.00188 0.003828 0.0078 Thỏa Tầng 7 3.6 0.001847 0.003959 0.0078 Thỏa Tầng 6 3.6 0.001781 0.004 0.0078 Thỏa Tầng 5 3.6 0.001674 0.003937 0.0078 Thỏa Tầng 4 3.6 0.001504 0.003665 0.0078 Thỏa Tầng 3 3.6 0.001275 0.003166 0.0078 Thỏa Tầng 2 3.6 0.001005 0.002356 0.0078 Thỏa Tầng 1 3.6 0.000638 0.001102 0.0078 Thỏa
kiểm tra hiệu ứng delta-p
Theo mục 4.4.2.2(2), TCVN 9386-2012: không cần xét tới hiệu ứng bậc 2 nếu thỏa mãn điều kiện: tot r tot
- hệ số độ nhạy của chuyển vị ngang tương đối giữa các tầng
P - tổng tải trọng trường tại tầng đang xét và các tầng bên trên khi nó chịu tot động đất dr - chuyển vị ngang thiết kế tương đối giữa các tầng v - tổng lực cắt tầng do động đất gây ra tot h – chiều cao tầng
Bảng 4.4 Kiểm tra hiệu ứng bậc 2 theo phương X
Mái 4.2 0.002 0.010 2086.0 147.1 0.03 Thỏa Tầng thương 3.3 0.002 0.008 17277.4 1714.2 0.02 Thỏa Tầng 16 3.3 0.002 0.008 34485.6 3318.6 0.02 Thỏa Tầng 15 3.8 0.002 0.010 55256.5 4981.7 0.03 Thỏa Tầng 14 3.3 0.002 0.009 75740.6 6196.8 0.03 Thỏa Tầng 13 3.3 0.002 0.009 96231.7 7265.9 0.04 Thỏa Tầng 12 3.3 0.002 0.009 116722.9 8238.9 0.04 Thỏa Tầng 11 3.3 0.002 0.010 137214.1 9346.3 0.04 Thỏa Tầng 10 3.3 0.002 0.010 157705.2 10749.5 0.05 Thỏa Tầng 9 3.3 0.002 0.011 178196.4 12108.8 0.05 Thỏa Tầng 8 3.3 0.002 0.011 198687.6 13570.9 0.05 Thỏa Tầng 7 3.3 0.002 0.011 219178.7 14911.3 0.05 Thỏa Tầng 6 3.3 0.002 0.011 239415.3 16389.5 0.05 Thỏa Tầng 5 3.3 0.002 0.012 259906.5 17943.9 0.05 Thỏa Tầng 4 3.3 0.002 0.012 280397.6 19577.3 0.05 Thỏa Tầng 3 3.3 0.001 0.011 300888.8 21102.9 0.05 Thỏa Tầng 2 3.3 0.001 0.011 321380.0 22547.4 0.05 Thỏa Tầng 1 3.3 0.001 0.010 341871.1 23991.2 0.04 Thỏa
THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH
Tổ hợp tải trọng
Tải tác dụng lên ô sàn được trình bày ở chương 3- Tải trọng và Tác động Tổ hợp tải trọng thể hiện ở mục 3.5 chương 3.
phân tích moment và tính toán
Sử dụng phần mềm SAFE 2016 để mô hình sàn và phân tích nội lực với mặt bằng tầng sàn điển hình
Hình 5.1 Mô hình dầm sàn tầng điển hình
Kích thước sơ bộ dầm, sàn, vách:
Chiều dày sàn điển hình: 180 mm
Kích thước dầm chính: 300x600 mm
Kích thước dầm phụ: 200x350 mm
Hình 5.2 Biểu đồ theo phương X,Y 5.2.1 Kiểm tra chuyển vị ngắn hạn:
Hình 5.3 Chuyển vị sàn do chuyển vị ngắn hạn
Theo TCVN 5574 – 2018, độ võng ngắn hạn của sàn kiểm tra theo điều kiện f fgh Với nhịp có chuyển vị lớn nhất trong ô sàn S2 có chiều dài nhịp là 7(m) Với 6 Nén lệch tâm bé Với chiều cao vùng chịu nén x xác định theo công thức
Diện tích toàn bộ cốt thép được tính như sau : e b b 0 s sc a
h và x R h 0 => Nén lệch tâm lớn
Diện tích toàn bộ cốt thép được tính như sau : s e 1 0 sc a
Kiểm tra hàm lượng cốt thép và cấu tạo cốt thép:
Tính hàm lượng cốt thép : t st
bh Khi đặt thép theo chu vi thì lấy A là diện tích toàn bộ tiết diện b
Theo mục 5.4.3.2.2(1) TCVN9386-2018 Thiết kế công trình động đất hàm lượng thép giới hạn : min 1% t max 4%
7.2.2 Tính toán cốt thép dọc:
Sinh viên trình bày cột C1 tầng 3 (700x800) để tính toán
Tính toán cốt thép theo 2 phương
Tính toán độ ảnh hưởng của uốn dọc theo 2 phương
Tính toán độ lệch tâm:
Độ lệch tâm ngẫu nhiên:
Độ lệch tâm ban đầu đối với hệ siêu tĩnh:
0 y ay 1y e max(e ;e ) 42.53(mm) e max(e ;e ) 26.6(mm)
Độ mãnh theo hai phương :
Chỉ tính hệ số uốn dọc theo phương X, không tính hệ số uốn dọc theo phương Y Tính hệ số ảnh hưởng của uốn dọc:
Xét ảnh hưởng uốn dọc ks 0.7
M , để đơn giản trong tính toán và an toàn, ta lấy L1
Momnet tăng lên khi kể đến độ lệch tâm ngẫu nhiên và uốn dọc :
Quy đổi bài toán lệch tâm xiên sang bài toán lệch tâm phẳng tương đương:
Đưa về bài toán lệch tâm phẳng tương đương theo phương X:
M M 272.96(kNm);M M 129.53(kNm) a ax ay e e 0.2e 23.30.2 26.6 28.6(mm)
Tính toán diện tích thép
7.2.3 Tính toán cốt đai cho cột:
Tính thép đai với lực cắt lớn nhất bố trí cho các cột
Lực cắt trong cấu kiến: Q lực cắt lớn nhất trong cột Q306.94(kN)
Theo mục 8.1.3.2, TCVN 5574 – 2018: điều kiện ứng suất chính b1 b o
Lực cắt do bê tông bt o
Dạng tính toán cốt đai Q 306.94(kN) 305.9(kN)
Chọn cốt đai đường kính 8, dạng 2 nhánh
Diện tích tiết diện cốt thép đai
Theo mục 8.1.3.3.1 TCVN 5574 – 2018, điều kiện kể đến cốt thép ngang trong tính toán w sw sw b bt w q Rs A 0.25 R b
Khoảng cách cốt đai tính toán:
Theo mục 8.1.3.3.1, TCVN 5574 – 2018, khoảng cách cốt đai lớn nhất:
Theo mục 10.3.4.3, TCVN 5574 – 2018: khoảng cách cốt đai theo yêu cầu cấu tạo:
w,ct 0 s min 0.5h ;300mm min 0.5 0.57;300 300(mm)
Khoảng cách cốt đai thiết kế: tk w ,1 w ,tt w ,max w ,ct khangchan s min(s ;s ;s ;s ;s )min(104.9;1554.9; 481.2;300)104.9(mm)
Cấu tạo cốt đai kháng chấn theo TCVN 9686 - 2012
Theo mục 5.4.3.1.2 (4), TCVN 9386 – 2012 trong các cột kháng chấn thì phải bố trí cốt đai thỏa yêu cầu chiều dài của vùng tới hạn l cr (tính bằng mét) được tính toán từ biểu thức: cr c cl l max(h ;l / 6;0.45)max(1;3.3 / 6;0.45) 1(m)
Trong đó: hc – kích thước lớn nhất tiết diện ngang của cột hc = 800 (mm) lcl – chiều dài thông thủy của cột
Trong phạm vi vùng tới hạn: cốt đai kín và d >6 mm Khoảng cách giữa các vòng đai không vượt quá: o bL smin(b / 2;175;8d )min(450;175;176) 175(mm)
Trong đó: bo – kích thước tối thiểu của lõi bê tông dbL – đường kính tối thiểu của các thanh cốt thép dọc
Từ các yêu cầu trên chọn bố trí: d8a100 vùng kháng chấn lên hai đầu mút cột d8a200 vùng giữa nhịp
Bảng 7.5 Kết quả tính toán thép cột
Tầng Cột Lcot Cx Cy N Mx=M
Trường hợp Ast n Asch mm mm mm kN kNm kNm mm 2 mm 2
TẦNG THƯỢNG C1 3600 400 400 430.6 169.6 105.5 X LTL 4295.22 16 22 6081.6 TẦNG 16 C1 3600 400 400 752.07 107.8 167.3 Y LTL 3282.70 16 22 6081.6
TẦNG 12 C1 3600 600 500 2319.2 179.8 185.5 Y GDT -1747.80 18 22 6841.8 TÂNG 11 C1 3600 600 500 2493.7 217.9 147.2 X GDT -2292.31 18 22 6841.8 TẦNG 10 C1 3600 600 500 -3149.9 -163.14 -201.02 X GDT -34529.29 18 22 6841.8 TẦNG 9 C1 3600 600 500 -3579.4 -122.96 -165.67 X GDT -31941.23 18 22 6841.8 TẦNG 8 C1 3600 700 600 -4031.9 -162.59 -222.98 X GDT -39525.90 24 22 9122.4 TẦNG 7 C1 3600 700 600 -4489.7 -138.92 -211.57 X GDT -40009.46 24 22 9122.4 TẦNG 6 C1 3600 700 600 -4952.5 -131.56 -221.2 X GDT -41450.07 24 22 9122.4
TÂNG 5 C1 3600 700 600 -5421 -93.218 -189.57 X GDT -42003.85 24 22 9122.4 TẦNG 4 C1 3600 800 700 -5904.2 -108.05 -233.11 X GDT -50512.27 34 22 12923.4 TẦNG3 C1 3600 700 800 -6386.2 -271.61 -129.53 Y GDT -52730.37 34 22 12923.4 TẦNG 2 C1 3600 800 700 -6866.9 -128.67 -94.408 X GDT -52499.98 34 22 12923.4 TẦNG 1 C1 3600 800 700 -7639 -48.627 -45.987 X GDT -55269.17 34 22 12923.4
Thiết kế vách lõi thang
Lõi thang được sinh viên tính toán theo phương pháp ứng suất đàn hồi
Phương pháp này chia lõi thang thành nhiều phần tử nhỏ chịu lực kéo nén đúng tâm, ứng suất coi như phân bố đều trên mặt cắt ngang của phần tử Tính toán cốt thép cho từng phần tử sau đó kết hợp lại bố trí cho cả lõi
Các giả thuyết cơ bản khi tính toán:
- Ứng suất kéo do cốt thép chịu, ứng suất nén do cả bê tông và cốt thép chịu
Các bước tính toán cụ thể như sau:
7.3.2 Tính thép dọc cho vách lõi thang:
Hình 7.2 Chia lõi thang thành 27 phần tử
Sinh viên chọn phần tử thứ 1 tại tầng hầm của lõi thag để tính minh họa
Bảng 7.6 Thông số vách lõi thang
Lõi thang WCORE1 Moment quán tính Diện tích
Bảng 7.7 Thông số phần tử vách 1
Phần tử Kích thước Tọa độ trọng tâm phần tử
Bảng 7.8 Thông số nội lực vách P3 tầng 3
Phần tử Tầng Tên vách Combo TH M x
Tầng 3 P3 TH13 Mxmax -18739.9 5661.3 -34488.7 Tầng 3 P3 TH14 Mymax -8936.2 28436.09 -32622 Tầng 3 P3 TH2 Mxmin 616.2 27437.5 -29237.6 Tầng 3 P3 TH4 Mymin -438.8 15392.9 -28078.7 Tầng 3 P3 TH7 Pmax -12359.4 -474.8 -35501.5 Ứng suất phân bố vào phần tử vách thứ 1: x y i i i x y
Nội lực phân bố vào phần tử vách thứ nhất: i i i
Diện tích cốt thép chịu nén phân phối vào vùng phải chịu nén: v o 0.7 H 0.7
Xét tỉ số, ta cần xét đến ảnh hưởng của uốn dọc
Hệ số kể đến uốn dọc :
Các trường hợp còn lại tính tương tự, chọn thép bố trí theo trường hợp diện tích thép lớn nhất Các phần tử còn lại tính toán và bố trí tương tự Các kết quả còn lại sinh viên trình bày ở phần phụ lục
Bảng 7.9 Xác định đặc trưng hình học của lõi thang
STT Bx Hx A X G Y G X G A Y G A Xo Yo ΔX ΔY I xo I yo mm mm mm2 mm mm mm2 mm2 mm mm mm mm mm4 mm4
Bảng 7.10 Kết quả tính toán thép vách lõi thang máy
Phần tử TH P M2=Mx M3=My σi Ni As n ỉ Asc kN kNm kNm kN/m2 kN mm2 mm mm2
THIẾT KẾ MÓNG
Thông số địa chất
- Vị trí địa chất nằm ở vị trí huyện Cái Bè tỉnh Tiền Giang
- Từ trên xuống dưới, địa chất được phân thành các lớp sau:
+ Lớp đất A: 0 – 1.7m: Cát san lấp
+ Lớp 1 (1.7 – 12.4m): Lớp bùn sét, xám nâu đen, trạng thái nhão, chỉ số SPT (0-1)
+ Lớp 2 (12.4 – 19.4m): Sét, nâu – xám trắng – hồng, trạng thái dẻo cứng, chỉ số SPT (10 – 13)
+ Lớp 3 (19.4 – 22.7 m): Sét, nâu đỏ - xám trắng – nâu vàng, trạng thái cứng, chỉ số SPT (11-15)
+ Lớp 4 (22.7 – 29.2 m): Á sét, nâu – xám trắng, trạng thái dẻo cứng, chỉ số SPT (14 – 16)
+ Lớp 5 (29.2 – 39 m): Sét, xám tro - nâu vàng, trạng thái cứng, chỉ số SPT (22-
+ Lớp 6 (39 – 50 m): Cát bụi – cát thô vừa, xám nâu, chặt, chỉ số SPT (34-52)
- Nhận xét: Đầu thì địa chất của công trình nằm ở vùng đồng bằng sông Cửu Long Nơi các lớp đất bề mặt được cấu thành chủ yếu từ các lớp đất sét và thường có mặt nước ngầm cao
Cụ thể hồ sơ khảo sát địa chất ở vị trí đặt công trình cho thấy mực nước ngầm nằm ở cao độ -0.6m tới -0.8 mét Độ sâu mỗi hố khoang là 50m Sau khi phân loại, các mẫu đất được chia làm 6 lớp đất chính Trong đó, 5 lớp đất là đất sét và á sét, lớp cát bụi nằm dưới cùng Nhận xét cụ thể từng lớp đất:
Lớp số 1, lớp này là lớp bùn sét, trạng thái nhão dẻo Góc nội ma sát, lực dính và chỉ số SPT của lớp này đều rất nhỏ Lớp đất này không có khả năng chịu lực và không thể đặt vị trí đầu cọc giữa lớp này
Lớp số 2, lớp này là sét, nâu - xám trắng - hồng, trạng thái dẻo cứng Lớp này có góc nội ma sát và lực dính khá cao nhưng do trạng thái của lớp đất là dẻo cứng cộng thêm chỉ số SPT chỉ ở mức 10 - 15 Nên lớp này không thích hợp để đặt bị vị trí đầu cọc
Lớp số 3, Sét, nâu đỏ - xám trắng - nâu vàng, trạng thái cứng Lớp này có lực dính lớn là chỉ số đặt trương cho các lớp sét bên cạnh đó góc nội ma sát của lớp tương đối lớn Nhưng vì còn nẳng gần mặt đất và các lớp đất phía trên không đủ trọng lượng làm lớp cố kết Chỉ số SPT và mô đun biến dạng của lớp này không quá cao Từ đó kết luận, ta có thể đặt vị trí dầu cọc trọng lớp này với điều kiện là công trình có tải trọng nhỏ
Lớp số 4, Á sẻt, nâu - xám trắng, trạng thái dẻo cứng Lớp này có góc nội ma sát, lực dính, mô đun biến dạng và chỉ số SPT không lớn Nên không thế đặt vị trí mũi cọc tại đây
Lớp số 5, Sét, xám tro - nâu vàng, trạng thái cứng Lớp này có bề dày lớp dày và có các trị số nhưng góc nội ma sát lớn, lực dính, mô đun biến dạng và chí số SPT ổn nên lớp này có thể dùng dể đặt vị trí mũi cọc nếu công trình có tải trọng không quá lớn
Lớp số 6, Cát bụi - cát thô vừa, xám nâu chặt Lớp này có bề dày lớn Góc nội ma sát, mô đun biến dạng và chỉ số SPT đều lớn Từ đó có thể kết luận, lớp đất này thích hợp để đặt vị trí mũi cọc của các công trình có tải trọng lớn
- Kết luận: Căn cứ tải trọng công trình có 18 tầng nổi và 1 tầng hầm và điều kiện đất nền, chọn phương án móng cọc khoan nhồi, để an toàn thì mũi cọc sẽ được ngàm vào lớp đất số 6 lớn hơn 4 lần đường kính cọc
Các đặc trưng thống kê
𝜸(kN/m3) 𝜸 ′ (kN/m3) w(%) 𝑮 𝒔 (kN/m3) 𝑾 𝑳 (%) 𝑾 𝑷 (%) C(kN/m2) 𝝋(độ) E(kN/m2)
Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi
8.2.1 Thông số thiết kế cọc:
Các thông số của bê tông được tra trong TCVN 5574:2018:
- Bê tông B30 Rb = 17 MPa, Rbt = 1.15 MPa, Eb = 32500 Mpa
- Cốt thép CB400-V: Rs = Rsc = 350 MPa, Rsw = 280 MPa, Es = 200000 Mpa
- Cốt thép CB240-T: Rs = Rsc = 210 MPa, Rsw = 170 MPa, Es = 200000 Mpa
Bảng 8.1 Thông số thiết kế cọc khoan nhòi
Cao độ hầm cách mặt đất Zb= -3.6 m
Chiều cao đài cọc Hd= 1.8 m
Cao độ đáy đài cọc Df= –3.6 – 1.8= –5.4 m
Cao độ mũi cọc Zmũi= – 40.1 m Đoạn đập đầu cọc (40d) Ld=0.9 (m)
Tổng đoạn đập đầu cọc và neo vào đài l= 0.9+0.3=1.2(m)
Chiều dài cọc tính từ đáy đài L8.8 – 1.27.6(m) Đường kính tiết diện cọc D = 0.8 (m)
Lớp bê tông bảo vệ 50 (mm)
Bảng 8.2 Đặc trưng hình học của cọc D800
Diện tích tiết diện cọc Ab 502662 (mm 2 )
Chu vi tiết diện cọc u 2510 (mm)
Chọn cao độ mũi cọc ở -43 m so với mặt đất là do đảm bảo cọc được ngàm sâu hơn 4 lần đường kính cọc vào lớp đất số 6 (lớp đất cát bụi – thô, trạng thái chặt có độ dày lớn và các chỉ tiêu cơ bản rất tốt)
- Chọn cọc có đường kính 800mm có chỉ số L/D = 37.6/0.8G< 60 Thỏa yêu cầu độ mảnh quy định trong TCXD 205 – 1998
Thép trong cọc chọn 20d22 có hàm lượng cốt thép: s b
Kiểm tra lại theo điều kiện cọc chịu tải ngang
8.2.2 Sức chịu tải cọc theo vật liệu:
Hệ số 𝜑 được xác định như sau:
- Chiều dài tính đổi l1 của cọc:
+ l0: chiều dài đoạn cọc kể từ đáy đài đến độ cao san nền Đáy đài nằm trong đất nên l0
- Xác định hệ số biến dạng 𝛼 𝜀 :
+bp: Chiều rộng quy ước của cọc: bp=d+1=0.8+1=1.8m + Eb môđun đàn hồi của bê tông
+Ib: momen quán tính tiết diện cọc
+𝛾 𝑐 : hệ số điều kiện làm việc, đối với trường hợp nhiều cọc
+ k: hệ số tỉ lệ (tra bảng A1 TCVN 10304:2014) khi cọc qua nhiều lớp đất thì tính tương đương
Bảng 8.3 Hệ số tỉ lệ trên mỗi lớp đất
Lớp đất Trạng thái IL ki(kN/m 4 ) li
1 Bùn sét, xám nâu đen, trạng thái nhão 1.11 4000 4.1 16400
2 Sét, nâu – xám trắng – hồng, trạng thái dẻo cứng 0.33 14040 7 98280
3 Á sét, xám trắng, nâu đỏ, nâu vàng, trạng thái dẻo
