Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Chung Cư A4 Phan Xích Long, Q. Phú Nhuận, TP. Hồ Chí Minh (Kèm Bản Vẽ Cad)

Kết cấu khung chịu lực chính: Khung là một hệ thanh bất biến hình, là kết cấu quan trọng nhất trong công trình, tiếpnhận tải trọng sử dụng từ các sàn tầng rồi truyền xuống móng.. Bố trí

MỤC LỤC

PHẦN II: KẾT CẤU.

Chương II: Tính toán sàn tầng điển hình: Trang 9 đến trang 16

PHẦN III: THI CÔNG.

Chương III: Thi công phần hoàn thiện: Trang 139 đến trang 140

Chương VI: Biện pháp an toàn lao động: Trang 166 đến trang 167

Chương VII: Quản lý chất lượng công trình: Trang 168 đến 169

PHAÀN I: KIEÁN TRUÙC

I Tổng quan về kiến trúc:

Công trình chung cư A4 Phan Xích Long được xây dựng tại khu quy hoạch dân cưPhường 2 Quận Phú Nhuận Thành Phố Hồ Chí Minh

Chức năng sử dụng của công trình được xây dựng nhằm đáp ứng về nhu cầu nhà ở chonhân dân trong và ngoài thành phố

Công trình có qui mô 8 tầng kể cả tầng thượng, chiều cao toàn bộ công trình là 30,9mkhu vực xây dựng công trình rộng trống, xung quanh có trồng cây xanh và mặt trước có côngviên nhỏ nhằm tăng thêm mỹ quan cho công trình, điều hòa vi khí hậu

Diện tích khu đất (82mx52m) = 4264m2 Công trình được xây dựng với diện tích là58,8mx24m, khu vực xây dựng công trình có địa chất trung bình

II Đặc điểm khí hậu của TP.HCM:

Khí hậu của Thành Phố Hồ Chí Minh chúng ta được chia thành 2 mùa rõ rệt: là mùamưa và mùa khô

1 Mùa mưa: Từ tháng 5 tới tháng 11

 Nhiệt độ trung bình: 25 C0

 Nhiệt độ thấp nhất: 20 C0

 Nhiệt độ cao nhất: 36 C0

 Lượng mưa trung bình: 274,4mm (tháng 4)

 Lượng mưa cao nhất: 638mm (tháng 5)

 Lượng mưa thấp nhất: 31mm (tháng 11)

 Độ ẩm tương đối trung bình: 79%

 Độ ẩm tương đối cao nhất: 100%

 Độ ẩm tương đối thấp nhất: 48,5%

2 Mùa khô: Từ tháng 12 tới tháng 4

 Nhiệt độ trung bình: 27 C0

 Nhiệt độ cao nhất: 40 C0

3 Gió, địa hình: Khu vực Thành Phố Hồ Chí Minh nằm trong vùng gió IIA, địa hình B, trong

đó:

 Thịnh hành trong mùa khô:

 Gió đông nam chiếm: 30%-40%

 Gió đông chiếm: 20%-30%

 Thịnh hành trong mùa mưa:

 Gió Tây Nam chiếm: 66%

Hướng gió Tây Nam và Đông Nam có vận tốc trung bình 2,51m/s

Gió thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng 5 tới tháng 11, ngoài ra cón có gió mùa ĐôngBắc thổi nhẹ

III Phân khu chức năng:

Tầng trệt dùng để xe, nhà bảo vệ tầng kỹ thuật chiều cao tầng 4,5m

Các tầng còn lại làm căn hộ cho thuê hoặc bán chiều cao mỗi tầng 3,2m.

Tầng thượng là nơi giải trí của khách ngụ tại chung cư có 3 hồ nước mái, mỗi hồ 48m3

IV Các giải pháp kỹ thuật khác:

Hệ thống điện: Hệ thống đường dây âm tường, sàn có hệ thống máy phát điện riêngphục vụ cho công trình khi cần thiết về sự cố mất điện của thành phố (phục vụ cho thangmáy, hành lang, văn phòng ban quan lý chung cư)

Hệ thống cấp nước: Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước của thành phố bơm lêncác hồ nước mái, từ đó nước được cấp tới mọi nơi trong chung cư

Hệ thống thoát nước: Nước thải sinh hoạt được thu từ các ống nhánh sau đó tập trunglại các ống thu nước chính được bố trí theo các nhà vệ sinh sau đó xuống tầng kỹ thuật sẽ cóhệ thống xử lý sau đó thải ra hệ thống thoát nước thành phố

Hệ thống rác: Được bố trí các ống gen rác thông nhau giữa các tầng sau đó tập trungtại tầng kỹ thuật rồi dùng xe vận chuyển tới nơi xử lý

PHAÀN II: KEÁT CAÁU

(30%)

CHƯƠNG I: CƠ SỞ TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ

I Cơ sở tính toán, thiết kế:

1 Hồ sơ khảo sát thiết kế:

Bộ bản vẽ thiết kế kiến trúc

Bộ khảo sát địa chất công trình

2 Nội dung thiết kế:

Công việc thiết kế phải tuân theo các quy phạm, các tiêu chuẩn thiết kế do nhà nướcViệt Nam quy định đối với nghành xây dựng Những tiêu chuẩn sau đây được sử dụng trongquá trình tính toán:

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

TCVN 5574 -1991 : Tiêu chuẩn thiết kế bêtông cốt thép

TCXD 198 -1997 : Nhà cao tầng -Thiết kế bêtông cốt thép toàn khối

TCXD 195 -1997 : Nhà cao tầng - Thiết kế móng cọc ép

TCXD 205 -1998 : Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

TCXD 45 -78 : Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

Ngoài các tiêu chuẩn quy phạm trên còn sử dụng một số sách, tài liệu chuyên ngànhcủa nhiều tác giả khác nhau (xem phần tài liệu tham khảo)

II Kết cấu khung chịu lực chính:

Khung là một hệ thanh bất biến hình, là kết cấu quan trọng nhất trong công trình, tiếpnhận tải trọng sử dụng từ các sàn tầng rồi truyền xuống móng

Đây là công trình thuộc dạng khung chịu lực bởi vì chiều cao công trình là 30,9m Nộilực gây ra trong khung theo 2 phương, vì vậy tính toán khung theo sơ đồ khung không gian

Kết cấu khung không gian tính toán rất phức tạp, vì vậy chúng ta dùng các chươngtrình phần mềm tính kết cấu chuyên dùng, trong đó phần mềm Sap2000 hổ trợ đắc lực trongviệc tìm nội lực cũng như tổ hợp nội lực

Sơ đồ tính là trục của dầm và cột, liên kết giữa cột và móng là liên kết ngàm tại mặttrên của móng, liên kết giữa cột và dầm là nút cứng liên kết giữa sàn với dầm là nút cứnggiữa sàn và dầm với vách cứng cũng là nút cứng tạo thành hệ thống khung sàn kết hợp Hệkhung này có khả năng tiếp nhận tải trọng ngang và thẳng đứng tác động vào công trình Sàn cũng là kết cấu cùng tham gia chịu tải trọng ngang, bởi vì trong mặt phẳng ngangsàn có độ cứng khá lớn (xem như tuyệt đối cứng theo phương ngang)

III Trình tự tính toán:

Xác định tải trọng thẳng đứng tác dụng lên sàn (tĩnh tải, hoạt tải)

Xác định tải trọng cầu thang, thang máy và bể nước

Xác định tải trọng ngang của gió tĩnh (vì công trình cao 30,9m < 40m)

Đưa các giá trị đã xác định trên đặt lên khung Sử dụng phần mềm Sap2000 để giảitìm nội lực

Sau khi tính khung tải trọng sẽ được truyền theo cột xuống móng từ đó bắt đầu tiến

hành tính móng

IV Vật liệu sử dụng:

 Bêtông cọc, móng mác 250 với các chỉ tiêu sau:

Khối lượng riêng: 3

2,5 /T m

 Cường độ chịu nén tính toán: 2

n

Cường độ chịu kéo tính toán: R k 9kg cm/ 2

b

 Bêtông dầm, sàn, cột dùng mác 300 với các chỉ tiêu như sau:

Khối lượng riêng: 3

2,5 /T m

 Cường độ chịu nén tính toán: 2

n

Cường độ chịu kéo tính toán: R k 10kg cm/ 2

2,9 10 /

b

 Cốt thép sàn dùng loại AI với các chỉ tiêu:

' 2300 /

a

Cường độ chịu kéo tính toán: R a 2300kg cm/ 2

Cường độ tính cốt thép ngang: 2

1800 /

ad

Môđun đàn hồi: E b 2,1 10x 5kg cm/ 2

 Cốt thép dầm, cột dùng loại AII với các chỉ tiêu:

Cường độ tính cốt thép ngang: R d 2200kg cm/ 2

2,1 10 /

b

Vữa ximăng, cát:  1,8 /T m3

Gạch xây tường, ceramic:  1,8 /T m3

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH

I Phân loại sàn:

1 Phân loại:

Theo yêu cầu các lớp cấu tạo sàn ta chia sàn ra làm 3 loại khác nhau là: sàn bìnhthường, sàn vệ sinh, sàn tầng mái

2 Chọn sơ bộ tiết diện:

Công trình của chúng ta thuộc loại nhà cao tầng do vậy ta chọn chiều dày sàn là 10cm.Chọn sơ bộ tiết diện dầm: ( 1 1)

12 16

2 4

b  xh, trong đó:

h: chiều cao của dầm

b: bề rộng của dầm

Theo công thức như vậy ta chọn sơ bộ tiết diện dầm bxh là: 25x40cm

Ta thấy: d 3

b

h

h  nên ta chọn loại bản ngàm

II Tải trọng tác dụng lên sàn:

1 Tĩnh tải:

1.1 Sàn bình thường:

Xi măng lót mác 75 dày 2cm 1800x1,2x0,02 43,2 kg m/ 2

Xi măng trát mác 75 dày 1cm 1800x1,2x0,01 21,6 kg m/ 2

Lấy chẵn g s 448kg m/ 2

1.2 Sàn vệ sinh:

Xi măng lót mác 75 dày 2cm 1800x1,2x0,02 43,2 kg m/ 2

Lớp chống thấm dày 0,5cm 1400x1,2x0,005 8,4 kg m/ 2

Xi măng trát Mác 75 dày 1cm 1800x1,2x0,01 21,6 kg m/ 2

Lấy chẵn g s 552kg m/ 2

1.3 Sàn tầng mái:

Lấy tĩnh tải bằng sàn vệ sinh 2

s

2 Hoạt tải:

Hoạt tải lấy theo qui phạm “Tải trọng và tác động TCVN 2737-1995” như sau:

2.1 Hoạt tải tính toán:

III Tính toán sàn:

 Tính toán bản sàn theo sơ đồ đàn hồi, không xét đến bản liên tục

Gọi L1, L2 lần lượt là cạnh ngắn và cạnh dài của các ô bản ta xét tỉ số  L L2/ 1

 Nếu  L L2/ 1 2: sàn được tính theo loại bản kê 4 cạnh, theo sơ đồ đàn hồi bằngcách tra bẳng tìm nội lực lớn nhất để tính cốt thép theo 2 phương

 Nếu  L L2/ 12: sàn được tính theo loại bản dầm khi đó cắt theo bề rộng bản 1 dảirộng 1m theo phương cạnh ngắn để tính toán nội lực theo sơ đồ dầm 2 đầu ngàm

Hình 1: Sơ đồ tính sàn loại bản kê 4 cạnh và sàn bản dầm.

Phân loại ô sàn như hình vẽ:

Hình 2: Phân loại ô sàn.

1 Tính toán sàn bản kê:

Tính toán sàn theo sơ đồ đàn hồi bằng cách tra bảng, căn cứ vào tỷ số L L2/ 1 2 tatra các hệ số: m m k k 91, 92, 91, 92

Các ô sàn S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11 là sàn 2 phương, 4 cạnh ngàm

Tải trọng toàn phần tính toán tác dụng lên sàn: P q xL xL s 1 2 (g sp xL xL s) 1 2

Tra bảng ta được các hệ số: m m k k91, 92, 91, 92

Moment dương ở nhịp: 1 91

Diện tích cốt thép: 1

1

a 1

MR

Diện tích cốt thép: 2

2

a 2

MR



 Tra bảng được I

Diện tích cốt thép: I

Diện tích cốt thép: II

BẢNG TÍNH CỐT THÉP SÀN BẢN KÊ 4 CẠNH

2 Tính toán sàn bản dầm:

Các ô S12, S13 là sàn 1 phương, 2 cạnh ngàm Cắt một dải bề rộng 1m theo phươngngắn để tính nội lực theo sơ đồ dầm 2 đầu ngàm

2.1 Nội lựïc tính toán:

Tĩnh tải : g s

 Tra bảng được 1

Diện tích cốt thép: 1

1

a

M F



 Tra bảng được I

Diện tích cốt thép: I

aI

M F

BẢNG TÍNH CỐT THÉP SÀN BẢN DẦM

Loại ô sàn S12 S13

3 Bố trí và neo cốt thép:

Đối với thép ở nhịp nếu lượng Fa quá nhỏ có thể lấy theo cấu tạo 6 200 a

Cốt thép cấu tạo đỡ cốt mũ lấy 6 250 a

Bố trí cốt thép dựa trên các kết quả đã tính, được trình bày ở các bảng trên, riêng đốivới cốt thép chịu mômen âm tại gối của các ô sàn liền nhau, bên nào có nội lực lớn (cốt thépnhiều hơn), sẽ lấy nội lực lớn để tính toán và bố trí cốt thép

Cắt và neo cốt thép lấy theo quy phạm (sử dụng sách Sổ Tay Thực Hành Kết CấuCông Trình của Thầy Vũ Mạnh Hùng) và sách Cấu Tạo Bêtông Cốt Thép (Công ty tư vấnxây dựng dân dụng Việt Nam)

4 Kiểm tra độ võng của sàn:

Ta chọn ô bản có kích thước lớn nhất và tải trọng lớn kiểm tra độ võng cho sàn

Ô bản số 11 có kích thướt lớn nhất (6mx3m)

2

1

6

23

=0,2: hệ số possion

Thay số ta được: 0,0021 448 10 4 (300)4 0,033

f  cm f    mm cm Thỏa điều kiện biến dạng

Vậy bố trí thép sàn như trên thõa mãn điều kiện độ võng cho phép

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG TRỤC 15

I Sơ đồ tính toán khung:

1 Sơ đồ tính:

Công trình chịu tải trọng gió theo 2 phương do vậy chọn sơ đồ tính là khung khônggian (với mô hình khung sàn kết hợp), sử dụng phần mềm Sap2000 để giải nội lực khung Môhình khung sàn kết hợp được trình bày trong phụ lục thuyết minh.

Đối với tải trọng của bản sàn và các lớp cấu tạo, cùng hoạt tải sử dụng, do bài toán làkhung, sàn hỗn hợp nên không cần phải truyền từ sàn về dầm mà có thể trực tiếp chất tải lênmặt bằng sàn Ngoài ra để đảm bảo mô tả đúng độ cứng của sàn, tải trọng của các lớp cấutạo tô trát phải được tách ra khai báo riêng

Đối với hồ nước ta không tạo ra trong mô hình kết cấu mà ta đưa về thành các lực tậptrung tại nút (4 cột chống hồ nước mái chịu) tải trọng này sẽ truyền xuống các cột tầng dưới

Sau đó dùng chương trình lập sẵn trong excel để tính toán cốt thép khung (cột và dầm)và được gọi là T2K

Hình 3: Mô hình khung không gian (khung sàn kết hợp).

2 Chọn sơ bộ kích thước các phần tử:

h: chiều cao của dầm.

b: bề rộng của dầm

Theo công thức như vậy ta chọn sơ bộ tiết diện dầm bxh là: 250x400

L, B: là nhịp của cột theo phương dọc và phương ngang nhà

Lực tác dụng lên chân cột của một tầng bất kỳ đang xét là:

n: số tầng đang xét

Trong thực tế tính toán thông thường vì xác định sơ bộ nên bỏ qua ,g g d c

Thực tế cột còn chịu mômen do gió nên cần tăng lực dọc tính toán:N tt (1, 2 1,5) xN

Cột được xem như chịu nén đúng tâm: tt

c n

N F R



Với R n 130kg cm/ 2: cường độ chịu nén tính toán của bêtông mác 300

Từ thông số tính toán trên, với việc giải bài toán không gian nên ta có thể chọn sơ bộtiết diện cột, sau khi ta nhập lại tiết diện cột theo kết quả chọn sơ bộ ta tiến hành giai lạikhung và chọn lại tiết diện cột cho phù hợp

 Yêu cầu cấu tạo: Để đảm bảo điều kiện nút cứng trong kết cấu và khả năng tiếp thutải trọng của cột, tiết diện cột phải đủ rộng để đỡ hệ dầm

 Dự kiến ba tầng ta thay đổi tiết diện cột một lần để hạn chế bớt sự lệch tâm của cáccột biên (vì rất phức tạp nếu để vào trong tính toán, khó lường trước phát sinh mômentrong quá trình thi công) nhất là trên các tầng ở trên cao, do đó ta sẽ thay đổi đềutrong các tầng như trên và khống chế sao cho sự thay đổi tiết diện của ba tầng kề nhauchênh lệch không quá nhiều Tức là: Jt  0.7Jd

Với kết quả tính toán như vậy ta chọn sơ bộ kích thước tiết diên cột bxh như sau:Tầng 1,2,3 chọn tiết diện cột 400x600

Tầng 4,5,6 chọn tiết diện cột 400x500

Tầng 7,8 chọn tiết diện cột 400x400

Hình 4: Sơ đồ phần tử khung trục 15.

II Tải trọng tác dụng lên khung:

1 Tải trọng sàn:

1.1 Tĩnh tải:

Gồm trọng lượng bản thân các lớp cấu tạo sàn là g s đã tính toán ở phần sàn

Trọng lượng bản thân của sàn, dầm, cột được khai báo vào đặt trưng hình học và vậtliệu để máy tự qui tải với hệ số vượt tải (seft weight multiplier) trong Sap2000 lấy bằng 1,15khi kể đến trọng lượng các lớp vữa, các thiết bị khác…

1.2 Hoạt tải:

Tra theo qui phạm 2737 -1995 ta có hoạt tải p kg m s( / 2) các phòng chức năng tra viphạm như phần sàn đã tra

Khi đó tổng tải trọng tác dụng lên sàn là q s g s p s

2 Tải trọng cầu thang:

2.1 Tĩnh tải:

2.1.1 Thang bộ:

Chọn chiều dày bản thang là 12cm

Do thang máy có sức chứa 10x60+30kg hàng hóa do đó hoạt tải thang máy là: 630kg

3 Hồ nước mái:

Toàn bộ công trình có 3 hồ nước mái, mỗi hồ có kích thước 4mx6mx2m=48 3

3.1 Tĩnh tải:

Bản nắp 1 cái: 0,1x4x6x2500=6T

Bản đắy 1 cái: 0,2x4x6x2500=12T

Vách ngăn 4 cái gồm 2 vách theo chiều 4m, 2 vách theo chiều 6m

Qui tĩnh tải này cho 4 cột tầng thượng chịu tải trọng Khi đó mỗi cột chịu tải trọng là:9,86T.

3.2 Hoạt tải:

Hoạt tải nước chất đầy 4x6x2=48m3 =48T

Qui hoạt tải này cho 4 cột tầng thượng chịu tải trọng Khi đó mỗi cột chịu tải trọng là:12T

4 Mái:

Tĩnh tải mái tole + xà gồ lấy 20 kg/m2

Hoạt tải sữa chữa mái lấy 30 kg/m2

5 Tầng kỹ thuật:

Tĩnh tải lấy 30 kg/m2

Hoạt tải tầng kỹ thuật lấy theo qui phạm 2737-1995 là 360 kg/m2

6 Tải trọng gió:

W  kg m : giá trị áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo tiêu chuẩn 2737-1995

k=1,22: hệ số xét đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn và dạng địahình

c: hệ số khí động phụ thuộc vào hình dáng công trình, c=+0,8

n: hệ số vượt tải

B: bề rộng đón gió của khung đang xét

 Gió hút (phía khuất gió): Cường độ tính toán gió hút được xác định theo công thức:

'

o

' 0,6

c  còn các hệ số khác lấy giống như gió đẩy

Lập bảng tính toán bằng excel ta có kết quả tải trọng gió tĩnh như sau:

III Tải trọng và qui đổi tải trọng từ sàn truyền xuống dầm:

Hình 5: Mặt bằng bố trí hệ dầm sàn tầng điển hình

1 Tải trọng sàn:

Hình 6: Sơ đồ chuyển tải hình tam giác sang dạng phân bố đều.

Đối với tải trọng hình thang ta có trị số lớn nhất là: g xL s / 2(kg/m), chuyển sang tải

2

s td

g xL

22

L xL

 

Hình 7: Sơ đồ chuyển tải hình thang sang dạng phân bố đều.

Khi đó tải trọng tương đương do sàn là: g td g td1g td2(kg m/ )

Tổng tải trọng tác dụng lên dầm là: G g d g t g kg m td( / )

Đối với tải trọng hình thang ta có trị số lớn nhất là: P xL s / 2(kg/m), chuyển sang tải

2

s td

P xL

22

L xL

 Tổng tải trọng tác dụng lên dầm là: Pp td1p td2(kg m/ )

2 Tải trọng tường xây trên dầm:

Trọng lượng những tường xây trên hệ dầm ta qui đổi thành tải phân bố đều theo chiềudài và nhập vào Sap2000 Để tính đơn giản và thiên về an toàn thì g t b h n  t t g t

Tải trọng tường dày 200 xây trên dầm cao 4,5m là:

IV Xác định nội lực, tổ hợp tải trọng:

1 Các trường hợp tải trọng:

Khi tính nội lực của khung dùng nguyên tắc cộng tác dụng Tính nội lực riêng với từngloại tải trọng với từng trường hợp tác dụng của hoạt tải rồi dùng cách tổ hợp nội lực để tìm ranhững tổ hợp nguy hiểm tại các tiết diện Sau đây là các trường hợp đặt tải trọng lên khung:

01: Tĩnh tải chất đầy

02: Hoạt tải cách ô loại 1

03: Hoạt tải cách ô loại 2

04: Hoạt tải tầng chẵn

05: Hoạt tải tầng lẻ

06: Gió X (gió trái)

07: Gió X (gió phải)

08: Gió Y (gió trước)

09: Gió Y (gió sau)

2 Tổ hợp tải trọng:

Tổ hợp tải trọng là 1 công việc hết sức qua trọng trong việc thiết kế khung nhà caotầng do vậy đòi hỏi người thiết kế phải cẩn thận Sau đây là các trường hợp tổ hợp tải trọng:

Tổ hợp 1: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 02

Tổ hợp 2: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 03

Tổ hợp 3: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 04

Tổ hợp 4: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 05

Tổ hợp 5: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 06

Tổ hợp 6: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 07

Tổ hợp 7: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 08

Tổ hợp 8: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 09

Tổ hợp 9: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 02+Hoạt tải 03

Tổ hợp 10: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 04+Hoạt tải 05

Tổ hợp 11: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 02+Hoạt tải 06

Tổ hợp 12: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 02+Hoạt tải 07

Tổ hợp 13: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 02+Hoạt tải 08

Tổ hợp 14: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 02+Hoạt tải 09

Tổ hợp 15: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 0+Hoạt tải 06

Tổ hợp 16: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 03+Hoạt tải 07

Tổ hợp 17: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 03+Hoạt tải 08

Tổ hợp 18: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 03+Hoạt tải 09

Tổ hợp 19: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 04+Hoạt tải 06

Tổ hợp 20: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 04+Hoạt tải 07

Tổ hợp 21: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 04+Hoạt tải 08

Tổ hợp 22: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 04+Hoạt tải 09

Tổ hợp 23: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 05+Hoạt tải 06

Tổ hợp 24: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 05+Hoạt tải 07

Tổ hợp 25: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 05+Hoạt tải 08

Tổ hợp 26: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 05+Hoạt tải 09

Tổ hợp 27: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 02+Hoạt tải 03+Hoạt tải 06

Tổ hợp 28: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 02+Hoạt tải 03+Hoạt tải 07

Tổ hợp 29: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 02+Hoạt tải 03+Hoạt tải 08

Tổ hợp 30: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 02+Hoạt tải 03+Hoạt tải 09

Tổ hợp 31: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 04+Hoạt tải 05+Hoạt tải 06

Tổ hợp 32: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 04+Hoạt tải 05+Hoạt tải 07

Tổ hợp 33: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 04+Hoạt tải 05+Hoạt tải 08

Tổ hợp 34: Tĩnh tãi 01+Hoạt tải 04+Hoạt tải 05+Hoạt tải 09

Trong đó:

Tổ hợp cơ bản chính là tổ hợp gồm:1 tĩnh tải+1 hoạt tải (hệ số tĩnh tãi và hoạt tải là 1)Tổ hợp phụ là tổ hợp gồm:1 tĩnh tải+nhiều hoạt tải (hệ số tĩnh tãi là 1 và hệ số hoạttải là 0,9)

Từ các tổ hợp chính và phụ ta tìm ra các cặp nội lực nguy hiểm nhất để tính cốt thépcho cấu kiện đó

Đối với dầm ở nhịp là: Mmax, còn ở gối là: Mmin và Qmax

Đối với cột gồm các cặp nội lực là: Mmax,N M tu; min,N N tu; max,M tu

Riêng tại chân cột ta cần thêm giá trị Qmax để tính toán móng

V Giải nội lực khung:

Nội lực khung được xuất ra từ Sap2000 bao gồm: nội lực cột và dầm, riêng tại chânmóng xuất ra giá trị phản lực (gọi là Reactions) để tính toán móng sau này Phần này đượctrình bày chi tiết trong phụ lục thuyết minh

VI Tính cốt thép:

Sau khi đã giải nội lực khung từ Sap2000, dùng chương trình lập sẵn trong excel đểtính cốt thép cột và dầm

1 Tính cốt thép cột:

Ta có các cặp nội lực tương ứng:

< 1 > : M2max , M3max và Ntư

< 2 > : M2min, M3minvà Ntư

Cốt thép được tính và bố trí theo trường hợp cốt thép đối xứng Vì tính khung khônggian nên cốt thép trong cột được bố trí treo phương chu vi, cốt thép tính theo phương nào thì

bố theo phương tương ứng của cột, tận dụng cốt thép ở 4 góc để chịu lực theo cả 2 phương.Tại đó diện tích cốt thép góc sẽ được chia đôi để bố trí.

2 Cơ sở lý thuyết để tính cốt thép cho cột:

 Tính độ tâm ban đầu: eo = e01 + eng , Trong đó:

e01 : độ lệch tâm do moment: e01 = M

Ntrên , Ndưới : lực dọc tầng trên, tầng dưới

ehh: độ lệch tâm hình học do thay đổi tiết diện

Độ lệch tâm tính toán:

e = .e0 +

2

h

- ae’ = .e0 -

t n

N N

S: hệ số kể đến ảnh hưởng của độ lệch tâm

Khi e0 < 0,05h lấy S = 0,84 và khi e0 > 5h lấy S = 0,122

Khi 0,05h  e0  5h thì: 0

0,11

0,10,1

S

e h

 (đặt cốt thép đối xứng)

Nếu x < 0.h0 thì lệch tâm lớn

Nếu x > 0 h0 thì lệch tâm bé

 Trường hợp lệch lớn: x < 0.h0

Nếu x  2a’thì: ' '  

0

''

 Trường hợp lệch tâm bé: x > 0 h0

Tính x’ (chiều cao vùng nén)

3 Tính cốt đai cột:

Cốt đai cột được đặt theo cấu tạo và tính toán chịu lực cắt Mục đích của việc bố trícốt đai cho cột là để bó các cốt thép dọc lại với nhau, tác dụng chống phình bêtông cột vàlàm tăng khả năng chịu lực của cột

Chọn cốt đai trong cột thỏa mãn điều kiện sau đây:   max/4=20/4=5  chọn 6.Bố trí cốt đai cho cột thỏa:

Trong khoảng LH (đoạn nối thép)

Uctạo  10 d1 (d1: đường kính cốt dọc nhỏ nhất)

Trong các khoảng còn lại ta bố trí:

Ucấu tạo  b cạnh ngắn của cột

Ucấu tạo  500 và 15d1 với khung cốt hàn

Ucấu tạo  20d1 (d1:đường kính cốt dọc nhỏ nhất)

Tại các nút khung phải dùng đai kín

 Bố trí cốt đai cột như sau:

 Tại nhịp bố trí cốt đai 6a200

 Tại gối (nút khung) bố trí cốt đai 6a100

BẢNG TÍNH TOÁN CỐT THÉP CỘT (XEM PHỤ LỤC THUYẾT MINH)

BẢNG CHỌN CỐT THÉP CỘT KHUNG TRỤC 15

Cao độ Phần tử Tiết diện Fax (cm 2 ) Chọn Fay (cm 2 ) Chọn

 Lập luận : Theo mặt bằng kiến trúc thì khung trục 15 chỉ có chức năng là phòng ngủ

và phòng khách đối xứng nhau Do tĩnh tãi sàn nhập vào Sap2000 giống nhau, hoạt tải

phòng ngủ và phòng khách tra theo TCVN – 2737 – 1995 cũng như nhau và đều bằng

/

kg m Do đó nội lực sinh ra trong các cột cũng xấp xỉ bằng nhau Vìvậy ta lựa chọn cặp những cặp nội lực nào nguy hiểm nhất để bố trí cốt thép cho cáccột còn lại, tuy có thừa một lượng thép nhưng có thuận lợi là:

 An toàn cho kết cấu khung

 Khi thi công tránh sự nhầm lẫn thép này với thép kia

3 Tính cốt thép dầm:

Trường hợp mômen dương ở nhịp ta tính thép theo tiết diện chữ T:

Điều kiện cấu tạo để đưa vào tính toán bề rộng cánh là: bc = b + 2.c

Trong đó c không được vượt quá giá trị bé nhất trong 3 giá trị sau:

1

2lo : lo là khoảng cách giữa 2 mép của dầm

1

6l : l là nhịp tính toán của dầm

6.hc :khi hc > 0.1 h thì có thể lấy là 9.hc

Xác định vị trí trục trung hòa Mc = Rn.bc.hc.(ho – 0.5.hc)

Nếu M  Mc  trục trung hòa qua cánh, khi đó tính dầm theo tiết diện hình chữ nhậtvới kích thước (bc h)

Nếu M > Mc  trục trung hòa đi qua sườn

Trường hợp moment âm ở gối ta tính với tiết diện hình chữ nhật (bh):

Tính các thông số:

4 Tính thép đai dầm:

Kiểm tra điều kiện hạn chế để bêtông không bị phá hoại theo phương ứng suất chính:

Q  ko.Rn.b.ho

Trong đó ko =0,35 đối với bêtông mác 400 trở xuống

Tính toán và kiểm tra điều kiện chịu cắt: Q  0.6.Rk.b.ho, nếu thỏa điều kiện này thìkhông cần tính toán cốt đai mà chỉ cần đặt theo cấu tạo, ngược lại nếu không thỏa thì phảitính toán cốt thép chịu lực cắt

Lực cắt mà cốt đai phải chịu là :

2 2 08

d

k

Q q

q



Khoảng cách cực đại giữa hai cốt đai là:

2 max

1.5 .R b h k o U

Q



Khoảng cách cốt đai chọn không được vượt quá Utt và Umax, đồng thời còn phải tuântheo yêu cầu về cấu tạo như sau:

 Bố trí cốt đai dầm như sau:

 Tại nhịp bố trí cốt đai 6a250

 Tại gối bố trí cốt đai 6a150

BẢNG TÍNH CỐT THÉP DẦM (XEM PHỤ LỤC THUYẾT MINH)

Phân loại dầm: Khung trục 15 có các loại dầm sau:

D1 (25x40) nhịp 1,5m là côngxon gồm các phần tử: 399, 672, 825,1100, 1253,1528,

1681, 1956, 2109, 2384, 2537, 2812, 2965, 3240, 3386, 3596

D2 (25x40) nhịp 5m bao gồm các phần tử: 442, 476, 590, 627, 868, 902, 1018, 1055,

1296, 1350, 1446, 1483, 1724, 1758, 1874, 1911, 2152, 2186, 2302, 2339, 2580, 2614, 2730,

2767, 3008, 3042, 3158, 3195

D3 (25x40) nhịp 4m các phần tử còn lại

Các dầm D1, D2 đối xưng qua trục của dầm D3 nhịp 4m Vì vậy bố trí cốt thép giốngnhau ở các dầm D1 và D2

BẢNG CHỌN CỐT THÉP DẦM KHUNG TRỤC 15

Tiết diện dầm 25x40 Phần tử Vị trí Fa tính Chọn thép Fa chọn U đai

126 Gối trái Cấu tạo 2þ14 3.08 150

Gối phải Cấu tạo 2þ14 3.08 150

 Lập luận : Cũng tương tự như việc lựa chọn cốt thép dầm ta chọn cốt thép dầm có nội

lực max để bố trí cho các dầm khác nhằm thiên về an toàn và dễ thi công

VI Kiểm tra, độ võng dầm, chuyển vị ngang nhà:

1 Kiểm tra độ võng dầm:

Theo TCVN 5574-1991, KẾT CẤU BÊ TÔNG CỐT THÉP - TIÊU CHUẨN THIẾTKẾ, mục 1.8 độ võng giới hạn của 1 dầm có nhịp là L:

Trong phần mềm Sap2000 cho phép xuất trực tiếp giá trị chuyển vị của nút các phầntử, từ đó kiểm tra được độ võng của các dầm ta dùng các giá trị này để kiểm tra dộ võng theotiêu chuẩn trên

Dầm nhịp L=5m (độ võng lớn nhất tại giữa dầm số 256):

fmax= 0,00245(m) = 0,25cm < 2,5cm

Vậy độ võng của dầm được thõa mãn theo yêu cầu

2 Kiểm tra chuyển vị ngang đỉnh nhà:

Kết quả xuất nội lực từ Sap2000 cho phép ta kiểm tra chuyển vị ngang đỉnh nhà: (kếtquả xuất chuyển vị xem phụ lục thuyết minh)

 Theo tiêu chuẩn thiết kế nhà cao tầng thì:

 Đối với nhà cao tầng không có vách thì chuyển vị cho phép fcho phép= 1/500

 Đối với nhà cao tầng có vách fcho phép= 1/750

Kết quả xuất ra từ Sap2000 cho phép chuyển vị ngang đỉnh nhà là:

fmax=0,0061m < fcho phép= 1/500=0,002m

Vậy chuyển vị ngang đỉnh nhà thỏa mãn điều kiện

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ÉP

I Tổng quan về địa chất công trình:

Công trình chung cư A4 Phan Xích Long thuộc địa điểm Phường 2, Quận Phú NhuậnThành Phố Hồ Chí Minh

1 Mở đầu:

1.1 Khảo sát hiện trường:

Công tác khảo sát địa chất công trình được khảo sát dưới sự giám sát của Tổng hội địachất Việt Nam, Liên hiệp địa kỹ thuật nền móng công trình TP.HCM được tiến hành theo quyphạm khoan khảo sát địa chất 22TCN-200, lấy thí nghiệm mẫu theo TCVN 2683-91

1.2 Thí nghiệm trong phòng:

Các phương pháp xác định thành phần hạt : TCVN 4198-95

Phương pháp xác định khối lượng thể tích : TCVN 4202-95

Phương pháp xác định khối lượng riêng : TCVN 4195-95

Phương pháp xác định giới hạn Atterberg : TCVN 4197-95

Phương pháp xác định sức chống cắt ở máy cắt phẳng : TCVN 4199-95

Chỉnh lý thống kê các kết quả thí nghiệm : 20TCN=74/87

2 Công tác hiện trường:

2.1 Công tác khoan:

Khối lượng hố khoan là 2 hố khoan sâu 30m, kí hiệu là HK1 và HK2

2.2 Công tác lấy mẫu:

Đất dính: mẫu nguyên dạng được lấy bằng cách ép hoặc đóng ống mẫu thành mỏng,

2.3 Xác định mực nước ngầm:

Mực nước ngầm ổn định ở độ sâu -2,5m

3 Điều kiện địa chất công trình:

Căn cứ vào kết quả khảo sát hiện trường và kết quả thí nghiệm trong phòng địa tầngtại Phường 2 Quận Phú Nhuận có thể chia làm các lớp đất chính như sau:

1 Lớp 1a: Đất san lấp

2 Lớp 1 : Bùn sét lẫn xác thực vật, màu xanh đen – xám xanh, trạng thái chảy

3 Lớp 2 : Sét màu vàng nâu loang xám xanh, trạng thái dẻo cứng

4 Lớp 3 : Sét lẫn xác thực vật, màu xám đen, trang thái dẻo cứng

Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất như sau:

3.1 Lớp 1:

Bùn sét lẫn xác thực vật, màu xanh đen – xám xanh, trạng thái chảy

 Thành phần hạt:

 Hàm lượng % hạt sỏi : _

 Hàm lượng % hạt cát : 20,4

 Hàm lượng % hạt bụi : 35

 Hàm lượng % hạt sét : 44,6

Dung trọng tự nhiên (w g cm/ 3) : 1,45

Dung trọng khô (k g cm/ 3) : 0,77

Dung trọng đẩy nổi (dn g cm/ 3) : 0,47

Tỷ trọng () : 2,61

Giới hạn chảy (W %) L : 68,4

Giới hạn dẻo (W %) L : 41,8

Sét vàng màu nâu loang xám xanh, trạng thái dẻo cứng

Bùn sét lẫn xác thực vật, màu xanh đen – xám xanh, trạng thái chảy

 Thành phần hạt:

 Hàm lượng % hạt sỏi : _

 Hàm lượng % hạt cát : 26,4

 Hàm lượng % hạt bụi : 23,5

 Hàm lượng % hạt sét : 50,1

Dung trọng tự nhiên (w g cm/ 3) : 1,87

Dung trọng khô (k g cm/ 3) : 1,40

Dung trọng đẩy nổi (dn g cm/ 3) : 0,89

Giới hạn chảy (W %) L : 46,1

Giới hạn dẻo (W %) L : 27,4

Hệ số nén lún ( a cm kg2/ ) : 0,025

 Nhận xét :

Là lớp sét, trạng thái dẻo cứng Đây là lớp đất có cường độ chịu tải trung bình

Chiều dày lớp đất này 2m

3.3 Lớp 3:

Sét lẫn thực vật, màu xám đen, trạng thái dẻo cứng

 Thành phần hạt:

 Hàm lượng % hạt sỏi : _

 Hàm lượng % hạt cát : 33

 Hàm lượng % hạt bụi : 32,5

 Hàm lượng % hạt sét : 39,9

Dung trọng tự nhiên (w g cm/ 3) : 1,56

Dung trọng khô ( 3

Giới hạn chảy (W %) L : 65,5

Giới hạn dẻo (W %) L : 44,2

Hình 8: Mặt cắt địa chất.

II Khái quát về cọc ép:

Cọc ép bêtông cốt thép chủ yếu để thiết kế cho các công trình dân dụng và côngnghiệp Việc xây dựng nhà cao tầng trong điều kiện xây chen ở thành phố ta hiện nay thì khảnăng sử dụng cọc ép là khá phổ biến Sau đây là những ưu, khuyết điểm của móng cọc épbêtông cốt thép

1 Ưu điểm:

Cọc ép có khả năng chịu tải trọng lớn Cọc ép hiện nay dùng với tiết diện từ 20x20đến 35x35 thì có thể hạ cọc đến độ sâu 30-40m Lực ép tối đa của máy ép hiện nay có thểđạt tới 220T

Không gây ra tiếng ồn, chấn động đến công trình lân cận như giải pháp cọc đóng,thích hợp cho trong điều kiện xây chen như thành phố ta hiện nay

Giá thành rẻ hơn so với các giái pháp móng cọc khác

Công nghệ thi công không đòi hỏi kỹ thuật cao

2 Nhược điểm:

Trong điều kiện địa chất gặp các lớp cát có chiều dày lớn, các lớp đất laterit nằm xemkẽ hoặc có chướng ngại vật, khi đó việc hạ cọc gặp nhiều khó khăn, lúc đó sức chịu tải củacọc cũng bị hạn chế do tiết diện cọc, chiều dài cọc không có khả năng mở rộng và phát triển(do thiết bị thi công cọc) Do vậy nếu công trình có số tầng lớn hơn 12 tầng và địa chất khôngtốt thì giải pháp cọc ép khó thực hiện được

Như vậy với điều kiện địa chất và số tầng của công trình này em chọn giải pháp móngcọc ép bêtông cốt thép

III Tính toán móng cọc ép:

1 Chọn vật liệu và kết cấu cọc:

Chọn cọc tiết diện 35x35cm, mỗi cọc dài 12m Cọc cắm sâu vào lớp đất thứ 3 Chiềusâu cọc là 24m

Bêtông cọc và đài cọc chọn mác 250 có 2

n

Thép cọc và đài cọc chọn thép AII có R a 2800kg cm/ 2

35 35 1225

c

Chọn cốt thép dọc chịu lực trong cọc là 4 16 có diện tích cốt thép là: F a 8,044cm2

2 Lựa chọn chiều sâu đặt đài cọc:

Chọn chiều sâu đặt đài cọc là h=2m Khi đó cọc sẽ đặt trong lớp đất thứ 1

3 Xác định sức chịu tải của cọc:

3.1 Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc:

Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức:

F  cm : diện tích tiết diện ngang của cốt thép dọc

Thay số ta được: P vl 1(110 1225 2800 8,044) 121523, 2x  x  kg121,52T

3.2 Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền:

Sức chịu tải của cọc theo đất nền được xác định theo công thức:

m m : lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc, chúng kể đến ảnh

hưởng của phương pháp thi công cọc đối với cường độ tính toán của đất dưới chân cọc vàxung quanh cọc, tra bảng ta được m R 0,74,m f 0,9

2

264 /

R T m : cường độ tính toán của đất dưới mũi cọc

21225

F  cm : diện tích tiết diện ngang mũi cọc

u=4x0,35=1,4m: chu vi tiết diện cọc ngang

Thay số ta được: P dn 1(0,74 264 0,1225 1, 4 0,9 52,5) 90x x  x x  T

Ta thấy P vl 121,52T P dn 90T do vậy để an toàn trong thiết kế ta chọn Pmin P dn 90T đểtính toán móng

Khi đó tải trọng tính toán cho 1 cọc là: 90 64,3

1, 4

dn tt s

Ta nhận thấy khả năng chịu tải của 1 cọc có thể đạt tới tối đa là: P c 90T Trong đóhiện nay có máy ép cọc với sức ép tối đa là 120T Tuy nhiên để ép cọc thì sức ép cọc chỉ cần120/1,4=86T Như vậy cọc thiết kế là phù hợp với thực tế thi công Tức phương án chọn củachúng ta là thực thi.

4 Kiểm tra điều kiện vận chuyển và cẩu lắp cọc:

Toàn bộ công trình sử dụng 1 loại cọc 35x35cm, chiều dài mỗi cọc L=12m

Khi vận chuyển cọc dùng 2 móc treo với khoảng cách đoạn đầu là a c 2,5m và đoạngiữa là: l c 2a c 12 2 2,5 7 x  m

Hình 9: Sơ đồ cẩu lắp cọc

Khi cẩu cọc, tải trọng bản thân gây ra là:

Tương tự, khi dựng lắp cọc ta bố trí điểm móc để dựng với khoảng cách đoạn đầu là

0, 207 2,5

c

a  xl m và l c a c 12 2,5 9,5  m

Hình 10: Sơ đồ lắp dựng cọc.

Khi cẩu lắp thì tải trọng cần thiết là: P c n q l .c1,1 0,34 12 4,5x x  T

5 Nội lực tính toán móng:

Kết quả xuất nội lực (Join Reactions) để tính móng xem phụ lục thuyết minh:

IV Tính toán chi tiết các loại móng cọc điển hình M1:

1 Tải trọng:

Theo kết quả giải nội lực khung trục 15 ta tổ hợp những nội lực nguy hiểm nhất để

tính toán chi tiết móng M : 1

1,752,65400,608,12 2,19

2 Xác định sơ bộ kích thước đài cọc:

Theo mặt bằng bố trí đài cọc thì khoảng cách 3d=3x0,35=1,05m thì ứng suất trung

64,3

58,32 /(3 ) (3 0,35)

3 Xác định số lượng cọc cho 1 móng:

Số lượng cọc được tính theo công thức sau: 1, 2 400,60 7, 48

64,30

tt c

chọn 9 cọc bố trí cho móng M như sau:1

Hình 11: Mặt bằng bố trí cọc cho móng M 1

4 Cấu tạo và tính toán đài cọc:

Khoảng cách giữa các cọc là 3d=3x0,35=1,05m

Khoảng cách từ tim cọc biên cho tới mép ngoài đài cọc là 0,7d=0,7x0,35=0,245m, lấychẵn 0,3m Khi đó diện tích thật của đài cọc là: 2,75mx2,75m

Chiều cao tối thiểu của đài cọc được xác định như sau: h d  h1 h2, trong đó: