thiết kế nhà cao tầng

Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng Phần kết cấu ( 45% ) Giáo viên hớng dẫn : Th.s Trần Mạnh Dũng Nhiệm vụ : Thiết kế khung K4 Tính toán sàn tầng điển hình Tính toán vách thang máy Tính toán móng khung K4 Tính toán thang tầng điển hình Bản vẽ kèm theo : - 01 vẽ kết cấu sàn thang máy tầng điển hình - 01ữ02 vẽ kết cấu khung K4 - 01 vẽ kết cấu móng - 01 vẽ kết cấu vách thang máy Chơng 1: giải pháp kết cấu Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng Trong thiết kế nhà cao tầng vấn đề lựa chọn giải pháp kết cấu quan trọng việc lựa chọn giải pháp kết cấu khác có liên quan đến vấn đề khác nh bố trí mặt giá thành công trình I Đặc điểm thiết kế nhà cao tầng - Tải trọng ngang: Một nhân tố chủ yếu thiết kế nhà cao tầng tải trọng ngang tải trọng ngang gây nội lực chuyển vị lớn Theo tăng lên chiều cao, chuyển vị ngang tăng lên nhanh gây số hậu bất lợi nh: làm kết cấu tăng thêm nội lực phụ dẫn đến giảm chất lợng công trình (nh làm nứt, gãy tờng số chi tiết trang trí) chí gây phá hoại công trình Mặt khác chuyển vị lớn gây cảm giác khó chịu cho ngời làm việc sinh sống - Giảm trọng lợng thân: Việc giảm trọng lợng thân có ý nghĩa quan trọng giảm trọng lợng thân làm giảm áp lực tác dụng xuống đất đồng thời trọng lợng giảm nên tác động gió động tác động động đất giảm đem đến hiệu hệ kết cấu đợc nhỏ gọn hơn, tiết kiệm vật liệu, tăng hiệu kiến trúc II lựa chọn gải pháp kết cấu: Các giải pháp kết cấu: Theo liệu kiến trúc nh hình dáng, chiều cao nhà, không gian bên yêu cầu giải pháp kết cấu : Hệ tờng chịu lực : Trong hệ cấu kiện thẳng đứng chịu lực nhà tờng phẳng Tải trọng ngang truyền đến tờng qua sàn Các tờng cứng làm việc nh công xon có chiều cao tiết diện lớn Giải pháp thích hợp cho nhà có chiều cao không lớn yêu cầu không gian bên không cao (không yêu cầu có không gian lớn bên ) Hệ khung chịu lực : Hệ đợc tạo thành từ đứng ngang dầm liên kết cứng chỗ giao gọi nút khung Các khung phẳng liên kết với qua ngang tạo thành khung không gian Hệ kết cấu khắc phục đợc nhợc điểm hệ tờng chịu lực Nhợc điểm hệ kết cấu kích thớc cấu kiện lớn Hệ lõi chịu lực : Lõi chịu lực có dạng vỏ hộp rỗng, tiết diện kín hở có tác dụng nhận toàn tải trọng tác động lên công trình truyền xuống đất Hệ lõi chịu lực có khả chịu lực ngang tốt tận dụng đ ợc giải pháp vách cầu thang vách bê tông cốt thép Tuy nhiên để hệ kết cấu thực tận dụng hết tính u việt hệ sàn công trình phải dày phải có biện pháp thi công đảm bảo chất lợng vị trí giao sàn vách Hệ hộp chịu lực : Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng Hệ truyền tải theo nguyên tắc sàn đợc gối vào kết cấu chịu tải nằm mặt phẳng tờng mà không cần gối trung gian bên Giải pháp thích hợp cho công trình cao cực lớn (thờng 80 tầng) Lựa chọn hệ kết cấu cho công trình: Qua phân tích cách sơ nh ta nhận thấy hệ kết cấu nhà cao tầng có u, nhợc điểm riêng Với công trình có chiều cao lớn ( 60m ) yêu cầu không gian linh hoạt cho phòng hội thảo gian siêu thị nên giải pháp tờng chịu lực khó đáp ứng đợc Với hệ khung chịu lực có nhợc điểm gây chuyển vị ngang lớn kích thớc cấu kiện lớn nên không phù hợp với công trình Nhà làm việc Dùng giải pháp hệ lõi chịu lực công trình cần phải thiết kế với độ dày sàn lớn, lõi phân bố hợp lí mặt bằng, điều dẫn tới khó khăn cho việc bố trí mặt với công trình nhà làm việc Vậy để thoả mãn yêu cầu kiến trúc kết cấu đặt cho nhà cao tầng làm văn phòng cho thuê ta chọn biện pháp sử dụng hệ hỗn hợp hệ đợc tạo thành từ kết hợp hai nhiều hệ Dựa phân tích thực tế có hai hệ hỗn hợp có tính khả thi cao : Sơ đồ giằng : Sơ đồ tính toán khung chịu phần tải trọng thẳng đứng t ơng ứng với diện tích truyền tải đến tải trọng ngang phần tải trọng đứng kết cấu chịu tải khác nh lõi, tờng chịu Trong sơ đồ tất nút khung có cấu tạo khớp tất cột có độ cứng chống uốn bé vô Sơ đồ khung giằng : Sơ đồ coi khung tham gia chịu tải trọng thẳng đứng với xà ngang kết cấu chịu lực khác Trờng hợp có khung liên kết cứng nút (gọi khung cứng ) Lựa chọn kết cấu chịu lực : Qua việc phân tích ta nhận thấy sơ đồ khung giằng hợp lí việc sử dụng kết cấu lõi (lõi cầu thang máy) vách cứng ( vách cứng bố trí gian cầu thang bộ) vào chịu tải đứng ngang với khung làm tăng hiệu chịu lực toàn kết cấu lên nhiều đồng thời nâng cao hiệu sử dụng không gian Đặc biệt có hỗ trợ lõi làm giảm tải trọng ngang tác dụng vào khung giảm đợc nhiều trị số mômen gió gây Sự làm việc đồng thời khung lõi u điểm bật hệ kết cấu Do ta lựa chọn hệ khung giằng hệ kết cấu chịu lực cho công trình Lựa chọn sơ đồ tính: Từ mặt nhà ta thấy tỷ lệ L/B phần cao tầng xấp xỉ Mặt khác kiến trúc nhà phức tạp, hệ lõi cứng đợc bố trí gian thang máy gian thang không đối xứng Do ta chọn sơ đồ tính không gian thích hợp Chơng trình phân tích nội lực sử dụng chơng trình Sap2000 chơng trình tính mạnh đợc dùng phổ biến nớc ta III sở tính toán kết cấu -Giải pháp kiến trúc Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng -Tiêu chuẩn tải trọng tác động TCVN 2737-1995 -Kiến thức môn học kết cấu -Tiêu chuẩn thiết kế bê tông TCVN 5574-1991 VI Vật liệu sử dụng Nhà cao tầng thờng sử dụng vật liệu kim loại bê tông cốt thép Công trình làm kim loại có u điểm độ bền cao, công trình nhẹ, đặc biệt có tính dẻo cao công trình khó sụp đổ hoàn toàn có địa chấn Tuy nhiên thi công nhà cao tầng kim loại phức tạp, giá thành công trình cao việc bảo dỡng công trình đ a vào khai thác khó khăn điều kiện khí hậu nớc ta Công trình bê tông cốt thép có nhợc điểm nặng nề, kết cấu móng lớn, nhng khắc phục đợc nhợc điểm kết cấu kim loại đặc biệt phù hợp với điều kiện kĩ thuật thi công ta Qua phân tích chọn vật liệu bê tông cốt thép cho công trình Sơ chọn vật liệu nh sau: - Bê tông dầm, sàn mác 250# có Rn=110 KG/cm2 , Rk=8,8 KG/cm2 - Bê tông cột, lõi mác 300# có Rn=130 KG/cm2 , Rk=10 KG/cm2 - Thép chịu lực AII có Ra= Ra = 2700 KG/cm2 Thép cấu tạo AI có Ra= 2100 KG/cm2 - Các loại vật liệu khác thể hình vẽ cấu tạo V lập mặt kết cấu sàn & chọn tiết diện cấu kiện Chọn giải pháp kết cấu sàn + Với sàn nấm : Ưu điểm sàn nấm chiều cao tầng giảm nên chiều cao nhà có số tầng lớn hơn, đồng thời thuận tiện cho thi công Tuy nhiên để cấp nớc cấp điện điều hoà ta phải làm trần giả nên u điểm giá trị cao Nhợc điểm sàn nấm khối lợng bê tông lớn dẫn đến giá thành cao kết cấu móng nặng nề, tốn Ngoài dới tác dụng gió động động đất khối lợng tham gia dao động lớn Lực quán tính lớn Nội lực lớn làm cho cấu tạo cấu kiện nặng nề hiệu mặt giá thành nh thẩm mỹ kiến trúc + Với sàn sờn : Do độ cứng ngang công trình lớn nên khối lợng bê tông nhỏ Khối lợng dao động giảm Nội lực giảm Tiết kiệm đợc bê tông thép Cũng độ cứng công trình lớn nên chuyển vị ngang giảm tạo tâm lí thoải mái cho khách Nhợc điểm sàn sờn chiều cao tầng lớn thi công phức tạp phong án sàn nấm nhiên phơng án phổ biến phù hợp với điều kiện kỹ thuật thi công công ty xây dựng + Với sàn ô cờ : Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 10 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng Tuy khối lợng công trình nhỏ nhng phức tạp thi công lắp ván khuôn ,đặt cốt thép, đổ bê tông nên phong án không khả thi Qua phân tích, so sánh ta chọn phơng án dùng sàn sờn Chọn chiều dày sàn D ì l ng Chiều dày sàn chọn theo công thức: hS= m Trong D: hệ số phụ thuộc tải trọng, D = 0,8ữ1,4 m: hệ số phụ thuộc loại bản, với kê cạnh m = 40ữ50 Với loại dầm m = 30ữ35 lng: cạnh ngắn ô Xét ô tầng điển hình loại làm việc theo hai phơng (bản kê cạnh) có lng = 4,05 m hS= 1,1 ì 405 =11.1 cm chọn hS=12cm 40 Vậy ta chọn hs = 12 cm cho toàn nhà Chọn kích thớc tiết diện dầm Ta chọn kích thớc tiết diện dầm cho tầng với nhịp dầm lớn Sơ chọn bề rộng dầm b=30cm Riêng dầm phụ ô chọn rộng 22cm a, Tầng 1ữ4: Chiều cao tầng 5,4m - Chiều cao tiết dầm dầm nhịp l1 = 8,1 m: 1 ì 810 70 cm bìh = 300ì700 .l Với m=8ữ12 lấy m=12 hd= m 12 - Chiều cao tiết dầm dầm nhịp l1=10,8 m (thuộc đơn nguyên 15 tầng): hd= ì 1080 = 90 cm bìh = 300ì900 12 hd= - Kích thớc dầm phụ chọn bìh = 300ì600 b, Đơn nguyên 15 tầng: Các tầng 4ữ14 đợc sử dụng làm văn phòng cho ngời nớc thuê, yêu cầu có điều hoà nhiệt độ cho tất phòng Do cần phải làm trần treo cho phòng, dẫn đến làm giảm chiều cao sử dụng phòng chiều cao tầng không lớn (3,6m) Mặt khác nhịp nhà t ơng đối lớn (8,1m 10,8m) làm cho chiều cao dầm lớn (với nhịp 10,8m yêu cầu dầm cao tối thiểu 900mm) Vì ta chọn giải pháp hệ dầm bẹt kích thớc bìh = 80ì60 cm cho dầm chính, dầm phụ chọn sơ bìh = 30ì60 cm Các tầng 1, 2, không dùng làm văn phòng nhng để thống kích thớc cấu kiện thuận tiện cho thi công ta chọn kích thớc giống nh tầng Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 11 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng Kích thớc tiết diện cột Kích thớc cột đợc chọn dựa vào tải trọng, độ mảnh điều kiện khác Kích thớc sơ xác định theo công thức : F= kì N R N : Tổng lực dọc chân cột R : Cờng độ bê tông (Rn=130 KG/cm2 bêtông mác 300#) k =1,2ữ1,5 hệ số kể đến trờng hợp tải trọng mà ta cha kể tới nh gió Tải trọng sơ lấy khoảng 1,1ữ1,5 T/m2 sàn, chọn 1,2 T/m2 sàn a, Phần thấp tầng: Diện tích sàn dồn vào cột trục C lớn (8,1ì8,1) m2, nhà có tầng kể tầng hầm N=1,2ì(8,1ì8,1)ì4=314,928 T=314928 KG Fcột= (1,2ữ1,5)ì 314928 = 2907,03 ữ 3633,785 cm2 130 Chọn kích thớc cột tầng hầm tầng 1, 2, nh 55ì55cm ( F = 3025 cm2 ) b, Phần cao tầng: -Diện tích truyền tải lớn 10,8ì8,1m N1= 1,2ì d c 10800 e 10800 8100 phần diện tích truyền tải tầng trừ phần sàn thuôc gian cầu thang thang máy Trong (10,8ì8,1)ì15 = 1180,9 T 8100 Fcột = (1,2ữ1,5)ì 1180900 =10901,35 ữ 13626,69 cm2 130 Chọn kích thớc cột tầng hầm, tầng 1ữ4 1000ì1000 Tầng ữ 10 chọn 900ì900 Tầng 11 ữ 15 chọn 800ì800 ( Các kích thớc đợc thay đổi sau phần tính thép) Chọn kích thớc lõi: Chiều dày lõi thang máy thang lấy theo hai điều kiện sau đây: t (16cm, 1 Ht = 5400 =270mm) Chọn t = 30 cm 20 20 Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 12 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng Chơng 2: xác định tải trọng Việc xác định tải trọng tác dụng lên công trình đợc lấy theo TCVN 2737-95 tải trọng tác động I xác định tải trọng đứng: Tĩnh tải: a.Tĩnh tải tác dụng sàn phòng làm việc có chiều dày 12cm: Tĩnh tải tác dụng tính toán lên sàn tính bảng sau: Các lớp Chiều dày 1lớp 2lớp lót vữa XM 50# gạch lát 3- Sàn BTCT 250# 4- Trần treo Tổng 20 15 120 KG/m3 2200 1800 2500 tc KG/m2 44 27 500 30 n 1.1 1.3 1.1 1.2 235 tt KG/m2 48,4 35,1 330 36 449,5 b.Tĩnh tải sàn mái: Cấu tạo Chiều dày Lớp gạch Lớp vữa XM 50# lótnem Gạch lỗ chống nóng Lớp vữa lót XM 50# Bê tông chống thấm BT nhẹ tạo dốc Sàn BTCT Trần treo Tổng mm 20 20 100 10 40 100 120 kG/m3 1500 1800 1500 1800 2500 1600 2500 gtc KG/m2 30 36 150 18 100 160 300 30 gtc kG/m3 2200 1800 1600 2500 1800 gtc kG/m2 44 27 160 300 27 n 1,1 1,3 1,2 1,3 1,1 1,3 1,1 1,2 gtt KG/m2 33 46,8 180 23,4 110 208 330 36 967,2 c Tĩnh tải sàn phòng vệ sinh: Các lớp Dày mm Lớp gạch 20 # ceremic Lớp vữa lót XM50 15 Lớp bê tông xỉ tạo dốc 2% 100 # Sàn BTCT 250 120 # Lớp vữa trát trần XM50 15 Tổng cộng d Tĩnh tải tờng ngăn, tờng bao, vách ngăn, tờng chắn : n 1.1 1.3 1.3 1.1 1.3 gtt KG/m2 48.4 35.1 208 330 35.1 665,6 * Tầng 1,2,3 (chiều cao tầng 5,4m, chiều cao dầm trung bình 800) gồm ba loại tờng nh sau: + Loại : Các tờng gạch xây 220 cao 1,2m, phía dùng cửa khung nhôm kính: Phần tờng : tờng 220 : 1,1ì0,22ì1800 = 435,6 kG/m2 Lớp vữa trát dày cm: 1,3ì0,03ì1800=70,2 kG/m2 Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 13 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng Phần khung nhôm kính cao 5,4 -1,2 - 0,8 = 3,4m: 1,1ì25 = 27,5 kG/m2 Tải trọng phân bố 1m dài tờng loại là: gt1 = 1,2ì(435,6 + 70,2) + 3,4ì27,5 = 700,46 kG/m + Loại 2: Tờng gạch 220 hoàn toàn: gt2=(1,1ì0,22ì1800 + 1,3ì0.03ì1800)ì(5,4 - 0,8)=2326,48 (KG/m) + Loại 3: Tờng gạch 110 hoàn toàn: gt3=(1,1ì0,11ì1800 + 1,3ì0,03ì1800)ì(5,4 - 0,8)=1324,8 (KG/m) * Tầng chiều cao tầng 4,2m dùng loại tờng gạch kết hợp với khung nhôm kính: gt4 = 1,2ì(435,6 + 70,2) + (4,2 - 1,2 - 0,6)ì27,5 = 672,96 kG/m Ngoài dùng tờng gạch hoàn toàn 220: gt5=(1,1ì0,22ì1800 + 1,3ì0.03ì1800)ì(4,2 - 0,6)=1820,88 (KG/m) * Tầng điển hình chiều cao tầng 3,6m dùng loại tờng gạch kết hợp với khung nhôm kính: gt6 = 1,2ì(435,6+70,2)+(3,6-1,2-0,7)ì27,5 = 656,46 kG/m Tờng gạch 220 hoàn toàn ( khu vệ sinh góc nhà): gt7=(1,1ì0,22ì1800+1,3ì0.03ì1800)ì(3,6 - 0,7)=1517,4 (KG/m) tầng điển hình có tờng loại gạch-khung kính kê trực tiếp lên sàn, ô sàn có kích thớc 4,05ì4,05m Để đơn giản ta quy thành lực phân bố diện tích sàn g st = gt6 /4,05 = 162kG/m2 Phần sàn có tờng kê trực tiếp ta đặt cốt thép dày chỗ khác để chịu lực tác động cục bộ, đồng thời đặt thêm khung thép cấu tạo Cấu tạo đợc sử dụng dới tờng ngăn phòng vệ sinh thay cho dầm phụ e.Tĩnh tải cầu thang tác dụng Cấu tạo tải trọng cầu thang bao gồm: - Các lớp vữa trát dày cm, = 1800, n=1,3: g1 = 1800ì0,03ì1,3 = 70,2 kG/m2 - Bậc gạch cao 150, = 1800, n=1,1: g2 = 0.5ì0,15ì1800ì1,1 = 148,5 kG/m2 - Bản thang dày 120, = 2500, n=1,1: g3 = 0,12ì2500ì1,1 = 330 kG/m2 gct = g = 70,2 + 148,5 + 330 = 548,7 kG/m2 f Tĩnh tải áp lực đất lên tờng chắn truyền lên cột: Nhà có tầng hầm cao 3m phần nằm dới đất 1,5m áp lực đất tác dụng lên tờng chắn áp lực chủ động Ta tính toán cho tờng tầng hầm nguy hiểm tờng nằm cạnh đờng ô tô chạy (đờng nội công trình) Cấu tạo mặt đờng nh sau: Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 14 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng - Lớp BTGV dày 15cm; = 2200, n=1,2: g1 = 0,15ì2200ì1,2 = 396 kG/m2 - Lớp cát tôn dày 10cm, = 1500, n=1,2: g2 = 0,1ì1500ì1,2 = 180 kG/m2 gđ = g = 396 + 180 = 576 kG/m2 Hoạt tải đờng lấy sơ q = 500ì1,2 = 600 kG/m2 Đất dính có đặc trng có lý nh sau: c = 15 kN/m2 = 1500 kG/m2 Lực dính đơn vị Góc ma sát đất = 16 Trọng lợng riêng đất = 20 kN/m3 =2000kG/m3 Theo lý thuyết Coulomb cờng độ áp lực đất chủ động lên tơng chắn theo độ sau z tính từ mặt đất là: pa = az + aq - C.c Trong đó: pa - cờng độ áp lực đất chủ động lên tờng chắn a hệ số áp lực đất chủ động a = tg2(45o- ) Cos C= Cos (45 o + = ) Cos16 o 16 pa = tg2(45o)ì(2000ìz + 576) 16 ì1500 = 1135,7 z - 1933,6 o Cos ( 45 ) 2 Ta thấy pa = z = 1,7 m Nh ảnh hởng áp lực đất chủ động lên tờng chắn tác động vào khung không đáng kể Có thể bỏ qua phần tải trọng tính khung, kể đến tính tờng chắn, móng thi công đào đất Xác định Hoạt tải phân bố sàn STT pTC(KG/m2) Loại phòng Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 n pTT(KG/m2) 15 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng Phòng làm việc 200 1,2 240 Phòng vệ sinh 200 1,2 240 Hành lang 300 1,2 360 Phòng họp, hội thảo, cửa hàng 400 1,2 480 Hoạt tải mái phần cao tầng 75 1,3 97.5 Hoạt tải mái phần thấp tầng (tập trung đông 400 1,2 480 ngời) Sảnh tầng 400 1,2 480 Trạm bơm, phòng điều hoà, trạm điện 750 1,2 900 Khi chất hoạt tải vào sơ đồ tính thông thờng ta chia làm hai trờng hợp hoạt tải (HT1) hoạt tải (HT2) theo kiểu cách tầng cách nhịp Trong HT1 để xác định mô men dơng nguy hiểm cho ô đợc chất tải mô men âm nguy hiểm cho ô không chất tải bên cạnh, HT2 ngợc lại Tuy nhiên theo kinh nghiệm, nhà cao tầng nhà có mặt phức tạp nhà tính theo sơ đồ không gian việc chất tải gặp nhiều khó khăn cha tìm đợc trờng hợp nguy hiểm nội lực, mặt khác lý khác nhà cao tầng hoạt tải đứng chiếm phần nhỏ so với trọng lợng thân công trình (chỉ chiếm khoảng 30%) nên mức độ ảnh hởng tới làm việc kết cấu nhỏ so với loại tải trọng khác Với lý ta chọn hình thức chất hoạt tải đứng toàn sàn Khi tính toán hoạt tải đứng cho nhà cao tầng, cho phép sử dụng hệ số giảm tải kể đến khả sử dụng không đồng thời toàn nhà, hệ số đợc xác định nh sau: + Với loại phòng: Phòng ngủ, phòng ăn, phòng khách, buồng vệ sinh, văn phòng, phòng nối hơi, phòng động quạt vv có diện tích A thoả mãn đk: A >A 1=9 m2 = 0,4 + 0,6 A / A1 + Với loại phòng : Phòng đọc sách, cửa hàng, triển l ãm, phòng hội họp, kho, ban công, lôgia có diện tích A thoả mãn đk: A>A2=36 m2 = 0,5 + 0,5 A / A1 Dựa vào công phòng tầng ta giảm tải cho hoạt tải nh sau : Tầng 1: gồm phòng giảm tải nh sau: Tên phòng Cửa hàng Diện tích m 560 Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 Loại phòng Loại mssv ptt KG/m2 Pgt KG/m2 0,627 480 300 42-7763 16 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng Utt = R ad n.fd 1700 ì ì 0,503 = = 361,412 cm qd 4,732 + Khoảng cách lớn cốt đai: U max = 1,5.Rk.b.ho 1,5 ì 8,8 ì 10 ì 22 = = 50,31 cm Q 1269,84 +Khoảng cách cấu tạo cốt đai : h = 25cm < 45cm nên khoảng cách cấu tạo lấy nh sau : Uct < {h/2 ;15cm}= { 12,5cm ; 15cm} = 12,5 cm Vậy ta chọn đai a120 Tính sàn chiếu nghỉ Tải trọng : + Tĩnh tải sàn chiếu nghỉ: gtt = 55 Kg/m2 gtt = 35,1 Kg/m2 gtt = 275 Kg/m2 gtt = 35,1 Kg/m2 g = 400.2 Kg/m2 Lớp đá ốp dày 20mm Lớp vữa lót dày 15mm Bản bê tông cốt thép dày 100 mm Vữa trát dày 15mm Tổng tĩnh tải + Hoạt tải sàn chiếu nghỉ : p= 360 Kg/m Vậy tổng tải trọng tính toán sàn chiếu nghỉ: q2 = g + p = 760,2 Kg/m2 + Nhịp tính toán : coi chiếu nghỉ ngàm lên vách cứng dầm chiếu nghỉ Sơ đồ kết cấu nh hình bên ta có lt1=l1 - 0,5ìt - b = 2300 - 150 - 220 = 1930 mm m'I =0 m1 mI lt2 = l2 - t = 4500 - 300 = 4200 mm Trong b = 220 bề rộng dầm chiếu nghỉ, t=300 bề dày vách cứng Ta thấy lt2/lt1 = 2,17 > Bản làm việc theo phơng cạnh ngắn (bản loại dầm) Nội lực : M*= M = q.l 760,2 ì 1,93 = 257,4 kGm = 11 11 Giả sử a=2 cm, ho = h - a = cm A= M 257,4 ì 100 = = 0,0234 Rn.b.ho 110 ì 100 ì q' = 787,9 Kg/m M M* M =0,5.( + A )= 0,98816 Fa = = 1,55 cm2 Ra..ho chọn a150 có Fa=3,35 cm2 àt=0,335% chọn a200 làm cốt cấu tạo theo phơng vuông góc với cốt chịu lực, mép chiếu nghỉ thuộc cạnh dầm, dùng a200 để chịu mô men âm bỏ qua, dùng a250 để giữ cốt Tính dầm chiếu nghỉ : Kích thớc bìh = 220 x 300 mm Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 41 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng Dầm chiếu nghỉ kết cấu đỡ chiếu nghỉ thang nên sơ đồ kết cấu hợp lý dầm đầu ngàm (hình vẽ) a nhịp tính toán :lt = 4500 b Tải trọng tác dụng : + Do trọng lợng thân dầm: g1 = 1,1ì0,22ì0,3ì2500 = 181,5 Kg/m + Do trọng lợng sàn (coi phân bố ) : g2 = 760,2ì0,5ì1,93 = 733,6 Kg/m Vậy tổng tải trọng phân bố g=181,5+733,6=915,1kg/m + Tải trọng tập trung cốn thang truyền vào : thang làm việc theo phơng nên ta coi toàn tải trọng thang truyền vào vách cốn thang (dầm thang) Tải trọng dầm thang truyền lên dầm chiếu tới dầm chiếu nghỉ d ới dạng lực tập trung P = 769,59ì3,3ì0,5 =1269,6 kg (Trong 769,59 tải trọng phân bố dầm thang ) c Nội lực : Do tải phân bố : M + max P g.l = 772,1 kGm = 24 M max = P g=915,1Kg/m M- g.l = 1544,2 kGm 12 M* Q1 =gìl/2 = 915,1ì4,5/2=2058,98 kg Do tải tập trung : M max = P 1,8 ì (4,5 1,8) a b b a ab + P = P = 1269,6ì = 1371,2 kGm 4,5 l l2 l2 M +max = P 1,8 a b Pa a2 2 + ( ab b + a ) = P = 1269,6ì = 914,11 kGm 3 4,5 l l l Q2 = P =1269,6 kg Vậy M +max = 772,1 + 914,11 = 1686,2 kGm ; M max = 1544,2 +1371,2 = 2915,4 kGm Q =Q1+Q2= 3328,6 kg d Tính thép dọc: Cốt chịu mô men dơng : M +max = 1686,2 kGm Giả sử a = 3cm ho = 30 - = 27 cm M+ M+ A= = 0,09558 < Ao = 0,9497 Fa = = 2,4356 cm2 Ra..h R n b.h Chọn 16 Fa= 4,02cm2 hàm lợng àt = 0,609% Cốt thép chịu mô men âm: M max = 2915,4 kGm Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 42 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng A= M M Fa = = 0,1653 < Ao = 0,9091 = 4,399 cm2 Ra..h R n b.h Chọn 16 Fa= 6,03cm2 hàm lợng àt =0,91% e Tính cốt thép đai Kiểm tra điều kiện hạn chế : k0 Rn b h0 = 0,35ì110ì22ì27 = 22869 Kg > Qmax = 3328,6 kg thoả mãn điều kiện hạn chế Kiểm tra k1 Rk b h0= 0,6ì8,8ì22ì27 = 3136,32 kG < Q = 3328,6 kg Bê tông không đủ khả chịu cắt, cần phải tính cốt đai 3328,6 Q2 Lực cắt cốt đai phải chịu q d = = = 9,81 kG/cm ì 8,8 ì 22 ì 27 8.Rk.b.ho Chọn đai có fa = 0,503 cm2 ; Số nhánh n=2, ta có : + Khoảng cách tính toán cốt đai : Utt = R ad n.fd 1700 ì ì 0,503 = = 174,33 cm qd 9,81 + Khoảng cách lớn cốt đai: U max = 1,5.Rk.b.ho 1,5 ì 8,8 ì 22 ì 27 = = 63,6 cm Q 3328,6 +Khoảng cách cấu tạo cốt đai : h = 30cm < 45cm nên khoảng cách cấu tạo lấy nh sau : Uct < {h/2 ;15cm}= { 15cm ; 15cm} = 15 cm Vậy ta chọn đai a150 Tính sàn chiếu tới : Sàn chiếu tới có chiều dày 12 cm bề dày sàn, tính toán nh loại dầm Tính dầm chiếu tới : Tính toán nh dầm chiếu nghỉ ,ta chọn Fa = 16, Fa= 16 CHƯƠNG thiết kế móng khung K I - địa chất công trình địa chất thuỷ văn: Điều kiện địa chất công trình: Kết thăm dò xử lý địa chất dới công trình đợc trình bày bảng dới Lớp Chiều đất dầy (m) Độ sâu Mô tả lớp đất (m) 1,6 1,6 Đất lấp 2,3 3,9 Sét màu xám xanh, xám nâu, dẻo mềm 8,5 12,4 Bùn sét pha lẫn hữu màu xám đen 5,8 18,2 Cát pha màu xám nâu, nâu vàng, trạng thái dẻo cứng Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 43 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng 7,5 25,7 Sét pha màu nâu vàng, nâu gụ, dẻo cứng 4,5 30,2 Sét pha màu xám ghi, xám nâu, dẻo chảy 39,2 Cát hạt mịn, trạng thái chặt vừa Cát hạt thô,lẫn cuội sỏi màu nâu vàng, trạng thái chặt Số liệu địa chất đợc khoan khảo sát công trờng thí nghiệm phòng kết hợp với số liệu xuyên tĩnh cho thấy đất khu vực xây dựng gồm lớp đất có thành phần trạng thái nh sau: Các tiêu lý đất : Lớp đất 1,6 2,3 8,5 8,5 5,5 7,8 - 1,78 1,56 1,82 1,92 1,77 1,95 1,98 Hệ số rỗng e 1,105 1,653 0,77 0,813 1,050 0,61 Tỉ trọng 2,69 2,6 2,63 2,72 2,68 2,68 Độ ẩm tự nhiên W(%) 38,6 58,2 20,4 28,2 35,0 19 Độ ẩm gh chảy Wl(%) 44,3 54,7 24,6 37,2 37,6 Độ ẩm gh dẻo Wp(%) 25,4 39,2 18 23,9 24,5 Độ sệt B 0,7 1,23 0,36 0,32 0,8 Góc ma sát 21 13 25,2 33 Chiều dầy h(m) Dung trọng tự nhiên (t/m3) Điều kiện địa chất thuỷ văn : Mực nớc ngầm tơng đối ổn định độ sâu 5m so với cốt tự nhiên, nớc ăn mòn II lựa chọn phơng án móng Công trình nhà cao tầng thờng có đặc điểm chính: tải trọng thẳng đứng giá trị lớn đặt mặt hạn chế, công trình cần có ổn định chịu tải trọng ngang ( ) Do việc thiết kế móng cho nhà cao tầng cần đảm bảo - Độ lún cho phép - Sức chịu tải cọc - Công nghệ thi công hợp lý không làm h hại đến công trình xây dựng - Đạt hiệu - kinh tế - kỹ thuật Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 44 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng Với đặc điểm địa chất công trình nh giới thiệu, lớp đất đất yếu xen kẹp đặt móng cao tầng lên đợc, có lớp cuối cát hạt thô lẫn sỏi cuội có chiều dày không kết thúc đáy hố khoan có khả đặt đợc móng cao tầng Vậy phơng án móng sâu bắt buộc Nếu dùng cọc ép khó đảm bảo khả chịu lực đồng thời số lợng cọc lớn, khó thi công bố trí đài Mặt khác công trình nằm gần khu dân c nên biện pháp dùng cọc đóng không khả thi Hơn dù cọc đóng hay cọc ép độ lún công trình lớn, điều gây khó khăn việc xử lý chống thấm khe lún tầng hầm đơn nguyên 15 tầng đơn nguyên tầng Vậy ta định dùng phơng án cọc khoan nhồi đáp ứng yêu cầu nêu khắc phục đợc nhợc điểm phơng pháp cọc đóng ép III tính toán cọc khoan nhồi Các bớc tính toán: - Chọn loại, kích thớc cọc , đài cọc - Xác định sức chịu tải cọc theo vật liệu theo đất - Sơ chọn số lợng cọc cần dùng - Bố trí cọc mặt mặt đứng - Tính toán kiểm tra móng theo điều kiện : + Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc + Kiểm tra sức chịu tải đất + Kiểm tra lún móng Chọn đờng kính cọc, chiều dài cọc kích thớc đài cọc: Chọn tiết diện cọc: 2 D b c + h c = 0,82 + 0,82 = 1,13(m) Chọn D = 1,2m Căn vào lớp địa chất ta dự kiến cắm cọc vào độ sâu 41,2m tính từ mặt đất tự nhiên, tức cắm vào lớp đoạn 2m (lớp cát thô chặt, có lẫn cuội sỏi ) Xác định kích thớc đài cọc: Do nhà có tầng hầm (cốt sàn tầng hầm - 3,5m) nên ta dự định đặt mặt đài độ sâu 3,5m (cách mặt đất tự nhiên 2m ) Điều kiện kiểm tra tính toán theo sơ đồ móng cọc đài thấp : h 0,7 hmin Trong : h: độ sâu chôn đáy đài hmin = tg ( 450 /2) Với: H /( d b) = 30 : góc ma sát lớp đất phía đáy đài đ= 1,56 (t/m3) : dung trọng tự nhiên đất đáy đài H = 12,28T : tổng tải trọng ngang b =2 m cạnh đài cọc theo phơng thẳng góc H Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 45 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng hmin = tg ( 450 30/2) 12,28 /(1,56.2) = 1,88 (m) Chọn Hđài = 2m suy đáy đài cách mặt đất tự nhiên 4m (cốt 5,5m) Căn vào kết tổ hợp nội lực chân cột ta thấy tải trọng truyển xuống móng trục biên xấp xỉ nên ta thiết kế chung cho loại móng Đài cọc nằm lớp đất thứ 3, phần đài lớp đất 0,1 m Chiều dài cọc l =41,2 - = 37,2m Sức chịu tải cọc a theo vật liệu làm cọc : Pvl = ( m1 m2.Rb Fb+ Ra.Fa) : - : hệ số uốn dọc , cọc không xuyên qua bùn =1 - m1 : hệ số điều kiện làm việc , cọc BTCT đổ theo phơng thẳng đứng , m1= 0,85 - m2 : hệ số điều kiện kể đến phơng pháp thi công cọc, cọc đổ bê tông huyền phù sét Bentonit nên m2 = 0,7 - Rb= 130 (kg/ cm2 ): cờng độ chịu nén bê tông - Ra= 2800 (kg/ cm2 ): cờng độ chịu nén thép - Fa : diện tích thép cọc, với cọc D=1,2m có Fb=3,14ì1,22/4 = 1,13097m2, ta lấy hàm lợng thép 1% Fa=113,098 cm2 Dự kiến đặt cốt thép 2/3 chiều dài cọc Fa = 75,3984 cm2 Chọn 20 25 có Fa = 98,16 cm2, lớp bảo vệ a=10cm khoảng cách thép 3,14ì100/19 = 16,52cm (đảm bảo lớn 10cm) - Fb = .R2= 3,14ì0,62= 1,13097(m2) = 11309,8(cm2) Vậy : Pvl = ( m1 m2.Rb Fb+ Ra.Fa) = = 1ì( 0,85ì0,7ì130ì11309,8 + 2800ì75,3984 ) = 108590 kG = 1085,9 (t) b Theo đất : Xác định theo tiêu lý đất từ kết qủa thí nghiệm đất phòng Sức chịu tải cho phép cọc đơn Qa đợc tính theo công thức: Qa = Qtc k tc Trong : ktc - Hệ số an toàn, ktc = 1,4 Qtc - Sức chịu tải tiêu chuẩn tính toán đất cọc đơn n Qtc = m ( mr qp Ap + u i =1 mf f i li) m : Hệ số làm việc cọc m = mr : Hệ số điều kiện làm việc đất dới mũi cọc, mr = qp : Cờng độ chịu tải đất dới mũi cọc, t/m2 Ap : Diện tích mũi, lấy diện tích tiết diện ngang cọc, m Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 46 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng mf : hệ số điều kiện làm việc đất mặt bên cọc phụ thuộc vào phơng pháp tạo lỗ khoan, lấy theo bảng A.5 TCXD 205 : 1998, lấy mf =1 fi : Ma sát bên lớp đất i mặt bên thân cọc, lấy theo bảng A.2 TCXD 205 : 1998 li : chiều dày lớp đất mà cọc qua u : chu vi cọc Xác định qp: Theo TCXD 205 : 1998 với cọc nhồi chống vào lớp đất cát không mở rộng đáy, cờng độ chịu tải đất dới mũi cọc qp xác định nh sau: o o qp = 0,75 (dp A k + IL B k ) Trong : o o , A k , , B k : Hệ số không thữ nguyên lấy theo bảng A.6 : Dung trọng đất dới mũi cọc, = 1,98 T/m3 : Dung trọng trung bình lớp đất phía mũi cọc Mực nớc ngấm sâu 5m phía dới mực nớc ngầm phải tính với dung trọng đẩy L : chiều dài cọc, L= 36,7 m dp : Đờng kính cọc, dp = 1m Lớp đất cuối có = 33o tra bảng A.6 ta đợc : A ok = 48 ; B ok = 87,6 ; = 0,67 ( L/dp 25) ; = 0,2 = i.hi = 1,56 ì 0,9 + (1,56 1) ì 7,5 + (1,82 1) ì 5,8 + 1,92 ì 7,5 + 1,77 ì 4,5 + (1,95 1) ì + (1,98 1) ì 8,4 + 5,8 + 7,5 + 4,5 + + hi = 0,9767 T/m3 qp = 298,4985 T/m2 Tính fi - lực ma sát đơn vị giới hạn trung bình lớp đất, phụ thuộc vào chiều sâu trung bình lớp đất, độ sệt đất sét trạng thái chặt đất cát: + Lớp : - l3 = 8,4m + Lớp : - l3 = 4,5m - h3= 8,552m f3 = 0,6 T/m2 - h3= 25,95m f6 = 0,819 T/m2 - B = 1,23 - B = 0,36 + Lớp : - l3 = 5,8 m + Lớp : - l3 = 9m - h3=13,3m f4 = T/m2 - h3= 32,7m f7 = 6,816 T/m2 - B = 0,36 - Cát hạt mịn chặt vừa + Lớp : - l3 = 5,5m Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 + Lớp : - l3 = 2m mssv 42-7763 47 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng - h3= 19,95m f5 = 5,3 T/m2 - h3= 38,2 f8 = 10 ì1,3 = 13 T/m2 - B = 0,32 - Cát hạt thô, trạng thái chặt n f i l i = 158,3195 T/m i =1 n Vậy : Qtc = m ( mr qp Ap + u Qa = i= mf f i l i )=1ì[1ì 298,499ì1,13 + (3,14ì1,2)ì1ì158,32] = 934,45 T Qtc 934,45 = = 667,46 T k tc 1,4 Vậy sức chịu tải tính toán cọc là: [P] = MIN(Pvl, Qa) = Qa = 667,46t Xác định số lợng cọc Móng M1 ( trục E - 5) lực dọc chân cột lớn N = - 908094,935 kG = 908,1 t n = N 908,1 =1,2ì = 1,63 Cọc ta chọn n =2 cọc [ P] 667,46 Tính móng M1 Đài cọc bố trí nh hình vẽ ,kích thớc sơ đài chọn : 5,6ì2ì2m a Tính toán áp lực truyền lên cột +Trọng lợng đài : Nđ = 5,6ì2ì2ì2,5ì1,1= 61,6 t Nội lực chân cột: Cặp 1: Cặp 2: M= 3,01tm M =20,494tm N= 908,1 t N = 659,81 t Q = 7,041t Q =6,6219t Nội lực đáy đài : Cặp 1: Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 Cặp 2: mssv 42-7763 48 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng M1 =M+Q1.h =3,01+7,04ì2= 17,09tm M2 =M +Q2ìh=20,494+6,622ì2= 33,738tm N1 = N + Nđ =908,1+61,6= 969,7t N2=N+Nđ =659,81+61,6 = 721,41t Q1=Q =7,04t Q2=6,622t b Kiểm tra sức chịu tải cọc áp lực lớn tác dụng lên đầu cọc Cặp 1: P max = N1 M1.x i max 969,7 17,09 ì 1,8 + = + = 489,5972t n 2 ì 1,8 2 xi N1 M1.x i max 969,7 14,09 ì 1,8 P = = = 480,1028t n 2 ì 1,8 2 xi Tơng tự với cặp ta có : Pmax = 370,0767t , Pmin = 351,3333 t Pmax = 489,597< [P] =667,46 ; Pmin > cọc đủ sức chịu tải không bị nhổ c Kiểm tra sức chịu tải Coi đài cọc, cọc đất cọc khối móng qui ớc có kích thớc : Lm = l +2Hìtg ; Bm = b +2Hì tg Trong : =tb/4 = ( 21 ì 5,8 + 13 ì 7,5 + ì 4,5 + 25,2 ì + 33 ì ) = 4,62 41,2 suy : Lm =5,6 + 2ì39,2ìtg(4,62) = 10,17m Bm =2 + 2ì39,2ìtg(4,62) = 6,57m Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 49 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng ứng suất đáy khối móng qui ớc : Wqu = 6,57 ì 10,17 = 113,27 m3 ( mômen kháng uốn) N M Fqu Wqu max,min = cặp 1: N=N1+FqìtbìH= 969,7 + 10,17ì6,57x2ì39,2 = 6054,45 t M=M1= 17,09 tm max = 6054,45 17,09 + = 90,753 t/m2 10,17 ì 6,57 113,27 = 6054,45 17,09 = 90,452 t/m2 10,17 ì 6,57 113,27 cặp2: N=N2+ Fq.tb.H =1061,969+6,85ì8,85ì2ì39,2= 5814,77t M=M2=50,072 tm suy ra: = 5814,77 50,075 = 95,35t / m 8,85 ì 6,85 89,42 max = 5814,77 50,075 + = 96,5t / m 8,85 ì 6,85 89,42 Xác định sức chịu tải tính toán đáy móng quy ớc: Pgh = N..b + Nq.q + Nc.c = 1,98 (T/m3) => đn = 1,98 - = 0,98 (T/m3) tb = 0,9767 (T/m3) = 33 N = 10 , Nq = 12, Nc = 11 Pgh = 10.0,98 6,57+ 12.0,9767.39,2 +11.0 = 523,82 (T/m2) R= Pgh Fs = 523,82 =174,6 (T/m2) max = 90,753 t/m2< 1,2 R = 209,53(T/m2) ; tb = (min +max)/2 = 90,602< R = 174,6 (T/m2) sức chịu tải đợc đảm bảo d Tính lún : Độ lún đợc tính với tải trọng tĩnh (tính cho cặp 1) N' = N1 908,1 + Fqu bt H = + 10,17 ì 6,57 ì ì 39,2 = 5954,435t 1,2 1,2 ứng suất gây lún: gl = 5954,435 N' i hi = - (1,78ì2,9+1,56ì8,5+1,82ì5,8+1,92ì7,5+1,77ì4,5+1,95ì9+1,98ì2) Fqu 10,17 ì 6,57 = 16,26 t/m2 Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 50 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng chân đáy khối qui ớc bt = ihi = 72,85 t/m2 5gl coi nh tắt lún độ lún khoảng Bm / =1,314m dới đáy khối qui ớc S = 0,8 16,26 1,314 = 0,00569m = 0,57cm < [S] = 8cm 3000 e tính toán đài móng: gồm : + Tính toán đâm thủng + Tính toán theo lực cắt tiết diện nghiêng 1500 + Tính toán đài chịu uốn 450 3600 + Tính toán đâm thủng theo góc 45o: Giả thiết mặt đâm thủng tháp theo góc 450 toàn cọc nằm phạm vi tháp thỏa mãn điều kiện đâm thủng theo góc 450 +tính cờng độ tiết diện nghiêng theo lực cắt : điều kiện cờng độ đợc viết nh sau Q b hoRk : Q: Tổng phản lực cọc nằm tiết diện nghiêng ta có Q = Pmax = 489,5972 t B = 2m : bề rộng đài hO=200 - 15 = 1,85m Chiều cao làm việc đài Rk=100t/m2 Cờng độ chịu kéo bê tông mác 300# c = 0,8m < 0.5 h o nên lấy c=0.5 h o=0,925m - khoảng cách từ mép cột đến mép cọc = 0,7 + ( = 0,7 + ( ho ) : hệ số không thứ nguyên xác định theo công thức c ho 1,85 ) = 0,7 + ( ) = 1,565 c 0,925 vế phải = 1,565ì2ì1,85ì100 = 579,05t > Q = 489,5972 t tiết diện nghiêng không bị phá hoại theo lực cắt +tính đài chịu uốn : Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 51 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng mô men tiết diện mép cột : M =Pmax.a = 489,5972ì(1,8 - 0,4) = 685,43 tm Fa = M 685,43 ì 10 = = 96,82cm 0.9h o Ra 0.9 ì 185 ì 2800 chọn 2028 có Fa = 123,15cm2, khoảng cách cốt thép a=100 theo phơng cạnh ngắn đặt cấu tạo 20a200 Tính móng M2: Do nội lực xấp xỉ M1 (nhỏ )nên ta chọn nh M1 Tính móng lại: Các móng lại đợc tính toán ớc lợng theo lực dọc chân cột, không tổ hợp đợc nội lực nên ta lấy theo tơng quan với móng M1 tính Kết thể vẽ KC móng CHƯƠNG tính lõi thang máy I lí thuyết quan niệm tính lõi cứng - Lõi cứng đợc xem nh thành mỏng có chiều dày nhỏ so với chu tuyến S mặt cắt ngang bé so với chiều cao L lõi - Lõi cứng đợc xem nh ngàm mặt móng - Trong trờng hợp tổng quát lõi cứng chịu lực : + Lực dọc N + Lực cắt theo phơng Qx , Qy + Mômen theo phơng Mx , My + Mômen xoắn Mz Các lực gây ứng suất tiếp , ứng suất pháp lõi II Tính toán - bố trí thép lõi thang máy Tính toán theo ứng suất với phần tử Shell chân lõi, bố trí thép giảm dần theo chiều cao lõi Tính toán với giá trị ứng suất phần tử theo bảng tổ hợp Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 52 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng Cặp giá trị ứng suất nguy hiểm ứng suất nén (Phần tử 40- nút 52) S11 = -5,303 (kG/cm2) S22 = -26,513 (kG/cm2) S12 = - 0,926 (kG/cm2) ứng suất kéo (Phần tử 13 - nút 97) S11 = 5,968 (kG/cm2) S22 = 25,909 (kG/cm2) S12 = 2,005 (kG/cm2) Tính toán cốt thép với ứng suất kéo: Theo phơng đứng (S22) Bố trí hai lớp cốt thép, khoảng cách lới theo phơng ngang a = 150 (mm) Diện tích cho hai thép là: Fa = S22 loi a 25,91.30.15 = = 4,16 (cm2) 2800 Ra Chọn 18 có Fa2 = 5,09 (cm2) 5,09 100% =1,13 % >àmin = 0,4 % à= 30.15 Theo phơng ngang (S11) S11 nhỏ đặt thép theo cấu tạo 10 a250 có Fa1 = 1,57 (cm2) > 4,02/3 =1,34(cm2) à= 1,57 100% = 0,209 < 0,25% 30.25 Kiểm tra với ứng suất kéo 25,909 + 5,968 25,909 5,968 + ( ) + 2,0052 = 26,58(kG/cm2) 2 Phơng ứng suất kéo chính: kc= tg2 = - 2.S12 2.2,005 == - 0,201 = - 5,697 S22 S11 25,909 5,968 Xét phân tố nh hình vẽ: Chiếu lên phơng ứng suất kéo chính, phân tố đảm bảo khả chịu lực khi: .kc.100/cos (Fa1.tg.sin + Fa2.cos).Ra Ta có 100.tg = 9,98 (cm) Fa1= ; l = 1000 Fa2 = 7.5,09 = 35,63(cm2) Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 53 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng VP = (35,63.cos5,697).2800 =99271,24 (kG) VT = 30 26,58.100/cos5,697 = 80135,8 (kG) VP > VT điều kiện kiểm tra thoả mãn Kiểm tra điều kiện hạn chế bê tông ứng suất nén chính: Mx 0,1.R n b h => nc 0,1.R n Trong hệ số mômen kháng xoắn tiết diện chữ nhật h/b = (2,5-0,3)/0,3 = 7,33 = 0,307 nc 0,325.Rn = 0,325.130 = 42,25 (kG/cm2) nc = S11 + S22 S S22 - 5,303 - 26,513 - 5,303 + 26,513 ( ) + 0,926 ( 11 ) + S122 = 2 2 = -26,553 (kG/cm2) < 0,325 Rn = 42,25 (kG/cm2) Bê tông không bị phá hoại ứng suất nén Cốt thép lõi đợc bố trí nh sau : Tổ hợp ứng suất lõi thang máy mặt sàn tầng mặt sàn tầng 11 ta tính đợc thép dọc, thép ngang lõi đợc bố trí nh sau -Tầng - : + Thép dọc lớp 18a150 + Thép ngang lớp 10a250 -Tầng - 10 : + Thép dọc lớp 16a150 + Thép ngang lớp 10a250 -Tầng 10 - 15 :+ Thép dọc lớp 14a150 + Thép ngang lớp 10a250 - Tại góc lõi thang máy để tránh tợng đột ngột giảm khả chịu uốn lõi ta tăng cờng thêm thép vị trí cách thêm cốt dọc chịu lực, đặt thêm cốt đai (tạo thành cột góc cầu thang máy ) - Ơ vị trí lanh tô, tiết diện bxh=0,3x1,4 (m), việc đặt cốt đai dày ta tăng cờng thêm ngang giằng chéo Diện tích thép gia cờng đợc tính theo công thức sau : + AD = Ax 0,0015.t.h = 0,0015ì30ì140 = 6,3 cm2 Chọn 20 có Fa = 6,283 (cm2) + At, Ad 0,0015.t.h = 0,0015ì30ì140 = 6,3 cm2 Chọn 18 có Fa = 7,634 (cm2) + Ar 0,002.t.h = 0,002ì30ì140 = 8,4 cm2 Chọn 16 có Fa= 10,053 (cm2) + Ađ 0,0025.t.s = 0,0025ì30ì10 = 0,75 cm2 Chọn 10 có Fa = 0,785 (cm2) (s: khoảng cách đai lanh tô s h/4=140/4=35(cm), lấy s =10cm) Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 54 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng Cấu tạo lõi thang máy đợc thể vẽ KC-04 Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 55 [...]... này do khối cao tầng nằm giữa hai khối thấp tầng và đ ợc ngăn cách bởi hai khe lún nên trục tờng trùng với trục dầm ở các tầng dới, lên các tầng trên (từ tầng 5) trục tờng liên tục thay đổi trên 1 dầm, tuy nhiên do ở đây sử dụng tờng kính là chủ yếu nên có thể bỏ qua tác dụng lệch tâm lên cả cột và dầm Do dầm có bề rộng bằng bề rộng cột nên độ lệch tâm giữa dầm và cột là không có Trừ các tầng giảm tiết... động Để tính tải trọng gió động ta cần biết đợc các tần số dao động riêng của công trình Một cách gần đúng giả thiết rằng các nút có khối lợng nh nhau Chia công trình thành các phần, mỗi phần gồm các cấu kiện trong phạm vi 1 tầng, riêng cột và tờng ngăn đợc lấy một nửa tầng kế dới và một nửa tầng kế trên Để xác định tần số dao động riêng của công trình ta cần khai báo khối lợng tập trung (mass) tại các... lớp 42X1 mssv 42-7763 24 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng tầng tại vị trí có sự thay đổi về độ cứng theo chiều đứng của công trình (ví dụ tầng 4, 5,13 ); và tất cả các cột Để tiện cho việc trình bày và cũng tiện cho việc thay đổi phơng án kết cấu khi cần thiết ta lập thành các chơng trình đơn giản để tổ hợp nội lực và tính toán kết cấu cho các loại cấu kiện dầm cột qua công cụ... chân cột ta tổ hợp thêm lực cắt để thiết kế móng b Tính toán cốt thép cho khung k4 I THIếT Kế DầM: Số liệu tính toán BT max 250 có R n = 110 kG/cm2 , Rk = 8,8 kG/cm2 Thép dọc A II có Ra = Ra = 2700 kG/cm2 Thép đai A I có Ra = 2100 kG/cm2 A 0 = 0,42 0 = 0,58 Ta trình bày tính toán đại diện cho các dầm thuộc tầng 9 1.Tính dầm conson: Tiết diện bìh = 80 cm x 60cm Giả thiết a = 5 cm ho = 55 cm Ta chỉ... gió: chất thành lực phân bố đều trên mức sàn tơng ứng với phần chịu tải gồm nửa tầng kế trên và nửa tầng kế dới - Để xác định các tần số dao động riêng của công trình phục vụ cho việc tính gió động ta cần khai báo các khối lợng tập trung (mass) trên từng mức sàn (coi nh là một phần khi chia công trình thành n phần theo chiều cao theo TCVN 2737-95) Phần khối lợng do bản thân các phần tử Frame và shell... các nút khung và một số nút thuộc vách Chơng 3: THIếT Kế KHUNG K4 Cách trình bày : Phần thuyết minh tính toán các cấu kiện thuộc khung ( dầm, cột ) đợc trình bày đại diện cho từng loại Các phần tử còn lại của từng loại cấu kiện đợc tính toán với số lợng cần thiết, cụ thể gồm : các dầm thuộc các tầng giống nhau về kích thớc, tải trọng_đợc tính cách hai tầng một; các dầm thuộc Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch... * Các số liệu tính toán: Bê tông mác 300 có Rn = 130 kG/cm2 Cốt thép dọc AII có Ra = 2700 kG/cm2 II Tính toán cốt thép cột trục_c tầng hầm: Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 31 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng Nhận xét : Trong nhà cao tầng thờng lực dọc tại chân cột thờng rất lớn so với mô men (lệch tâm bé), do đó ta u tiên cặp nội lực tính toán có N lớn Tại đỉnh... 60cm > 50cm nên công thức khoảng cách cấu tạo nh sau : Uct = Min {h/3 ;30cm} = Min { 20cm ; 30cm} = 20 cm Ngoài ra khoảng cách cốt đai đợc quy định riêng với nhà cao tầng ( Theo TCXD 198 :1997) : Trong phạm vi 3hd = 1800 kể từ mép cột ( hd là chiều cao tiết diện bê tông của dầm ) phải đặt cốt đai dày hơn khu vực giữa dầm, khoảng cách cốt đai cấu tạo là : Uct = Min(0,25h d, 150) = 150 mm Vậy ta chọn đai... đặt cốt đai theo quy định đối với nhà cao tầng, tơng tự nh trên khoảng cách cấu tạo là 150 mm Vậy ta chọn đai 8 a150 Với khoảng cách nh vậy ta kiểm tra xem có cần đặt cốt xiên hay không : Ta có : q d = R ad n.f d 1700 ì 2 ì 0,503 = = 114,01 kG/cm U 15 Khả năng chịu cắt của tiết nghiêng yếu nhất: Sinh Viên : Lê Ngọc Thạch lớp 42X1 mssv 42-7763 27 Đồ án Tốt nghiệp: Phần Kết Cấu Trờng đhxd-khoa xây dựng... tĩnh tải tầng 1 là: Gtt= G= Gs + Gt + GD+ GC+ Gv= 1974272kG = 1974,3 T Hoạt tải đứng trong phạm vi tầng 1 : hoạt tải trong tầng 1 bao gồm các loại : - Sảnh, cửa hàng p = 400 kG/m2.(chiếm khoảng 40%) Hành lang : p=300 kG/m2.(20%) Các phòng điều phối điện, điều hoà, trạm bơm nớc: p=750 (30%) Các phòng chức năng và phòng vệ sinh: p=200kG/m 2.(10%) Để tiện tính toán ta lấy trung bình hoạt tải trong tầng là: