đề tài tính toán và thiết kế kiến trúc, kết cấu DIAMOND PLAZA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC DIAMOND PLAZA CNBM : PGS.TS ĐỖ KIẾN QUỐC GVHDKC : PGS.TS BÙI CƠNG THÀNH GVHDNM : TS VÕ PHÁN SVTH : TRƯƠNG THÀNH CHUNG MSSV : 80300296 BỘ MƠN : SỨC BỀN – KẾT CẤU TP Hồ Chí Minh, 01/2008 TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA ĐHQG TP.HCM CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc oOo KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MƠN SỨC BỀN-KẾT CẤU NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP HỌ VÀ TÊN: NGÀNH: TRƯƠNG THÀNH CHUNG Xây dựng dân dụng cơng nghiệp MSSV: 80300296 LỚP : XD03DD1 Đầu đề luận văn: DIAMOND PLAZA Nhiệm vụ: Kiến trúc (10%): Tìm hiểu đặc điểm kiến trúc cơng trình, vẽ lại mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt theo số liệu GVHD u cầu để phục vụ cho LVTN Kết cấu bên (60%): Tính tốn cơng trình theo tiêu chuẩn Eurocode tải trọng, vật liệu phận kết cấu Thực chun đề nút liên hợp nửa cứng Nền móng (30%): Tính tốn thiết kế móng cho cơng trình theo hai phương án móng cọc khoan nhồi móng cọc barrette So sánh lựa chọn phương án thi cơng Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 27/09/2007 Ngày hồn thành nhiệm vụ: 07/01/2008 Họ tên giảng viên hướng dẫn: PGS.TS BÙI CƠNG THÀNH Hướng dẫn kết cấu (70%) TS.VÕ PHÁN Hướng dẫn móng (30%) Nội dung u cầu luận văn tốt nghiệp thơng qua Bộ mơn Ngày … tháng 01 năm 2008 CHỦ NHIỆM BỘ MƠN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN CHÍNH PGS.TS ĐỖ KIẾN QUỐC PGS.TS BÙI CƠNG THÀNH PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MƠN: Người duyệt (chấm sơ bộ): _ Đơn vị: _ Ngày bảo vệ : Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ luận văn: LỜI CẢM TẠ Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Bùi Công ThànhTrưởng khoa Kỹ thuật Xây dựng- Giảng viên môn Sức bền kết cấu, TS Võ Phán- Chủ nhiệm môn Đòa móng tận tình hướng dẫn em suốt thời gian làm Luận văn tốt nghiệp Đồng thời em xin ngỏ lời cám ơn chân thành tới thầy Th.S Lý Thế Phương, giảng viên môn Công trình thầy Lê Lương Bảo Nghi, giảng viên môn Sức bền kết cấu, giúp đỡ cho em lời khuyên q báu trình làm luận văn Sinh viên Trương Thành Chung TÓM TẮT LUẬN VĂN Đề tài: DIAMOND PLAZA PHẦN KIẾN TRÚC • Bao gồm vẽ mặt mặt đứng công trình Mặt đứng em tự vẽ PHẦN KẾT CẤU • Các công việc em làm bao gồm: Tính toán cấu kiện liên hợp: sàn, dầm, cột liên hợp, liên kết cấu kiện (cột- cột, dầm chính- dầm phụ, liên kết chân cột) Với liên kết dầm chính- cột, em thiết kế nút liên hợp nửa cứng theo tiêu chuẩn Eurocode Viết chương trình Visual Basic tính toán cấu kiện liên hợp: Composite Slab Design, Composite Beam Design, Composite Column Design Viết vài đoạn code MATLAB nhỏ khác gồm: Reinforced Concrete Column Interaction Diagram, Natural Period of Building So sánh chuyển đổi đặc trưng vật liệu hai tiêu chuẩn Việt Nam Eurocode Tính toán tải trọng tác động vào công trình theo Eurocode gồm tónh tải, hoạt tải tải gió Đối với tải gió, Eurocode xét ảnh hưởng yếu tố động tải trọng gió Tìm hiểu ứng dụng ETAB mô hình công trình sử dụng kết cấu liên hợp, gồm phương pháp mô hình, thiết kế tự động đọc kết xuất Nêu biện pháp trình tự thi công sàn liên hợp Tính toán cầu thang thép Tính toán bể nước ngầm Khi mô hình đáy bể đàn hồi, em tính hệ số ks theo công thức J.E.Bowles có so sánh với bảng tra hệ số theo loại đất • PHẦN NỀN MÓNG Các công việc em làm bao gồm: - Thống kế đòa chất công trình - Tính toán thiết kế phương án móng cọc khoan nhồi - Tính toán thiết kế phương án móng cọc barrete - So sánh lựa chọn phương án móng Khi tính toán móng cọc barrete, với móng có cọc, phương pháp tính lún có điểm khác biệt Em có số phân tích để giải vấn đề MỤC LỤC THUYẾT MINH Nhiệm vụ luận văn tốt nghiệp Lời cảm ơn Tóm tắt luận văn Tài liệu tham khảo Các kí hiệu Mục lục PHẦN I: KẾT CẤU BÊN TRÊN CHƯƠNG 1: KẾT CẤU LIÊN HP .1 1.1 Tổng quan kết cấu liên hợp 1.2 So sánh kích thước dầm, cột liên hợp không liên hợp CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU 2.1 Bê tông .4 2.1.1 Các qui đònh Eurocode 2.1.2 Các qui đònh Việt Nam 2.1.3 So sánh hai tiêu chuẩn 2.1.4 Một số tiêu lí khác 2.2 Thép kết cấu 2.2.1 Chỉ tiêu cường độ 2.2.2 Một số tiêu lí khác 2.3 Tấm tôn thép 2.4 Thép 2.5 Liên kết 2.6 Bolt CHƯƠNG 3: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG (EUROCODE) 3.1 Hoạt tải giai đoạn liên hợp .9 3.2 Hoạt tải giai đoạn thi công 3.3 Tải gió (Eurocode) .10 3.3.1 Vận tốc gió 10 3.3.2 Vận tốc gió trung bình theo độ cao 10 3.3.3 Cường độ hỗn loạn 11 3.3.4 Áp lực gió theo độ cao 11 3.3.5 Áp lực gió tónh .12 3.3.6 Hệ số kết cấu cscd 17 3.3.7 Bảng kết tải trọng gió 23 3.4 Tổ hợp nội lực 24 CHƯƠNG 4: SÀN LIÊN HP .25 4.1 Cấu tạo 25 4.2 Số liệu tôn thép .26 4.3 Kiểm tra giai đoạn thi công 27 4.3.1 Sàn nhòp 28 4.3.2 Sàn hai nhòp 28 4.3.3 Sàn ba nhòp 29 4.4 Kiểm tra giai đoạn liên hợp 30 4.4.1 Nội lực tác dụng sàn 30 4.4.2 Kiểm tra tiêu chuẩn cường độ 30 4.4.3 Kiểm tra tiêu chuẩn độ võng 31 4.4.4 Thép dọc sàn 34 4.5 Flow Chart 35 CHƯƠNG 5: CẦU THANG THÉP 38 5.1 Sơ đồ hình học .38 5.2 Tải trọng tác dụng 39 5.2.1 Tónh tải 39 5.2.2 Hoạt tải 39 5.3 Tính toán thành phần cầu thang .40 5.3.1 Bản thang 40 5.3.2 Dầm li mông 40 5.3.3 Dầm chiếu nghỉ 42 5.3.4 Liên kết 43 CHƯƠNG 6: DẦM LIÊN HP 46 6.1 Cấu tạo 46 6.2 Phân loại theo tiết diện ngang 46 6.3 Chiều rộng hiệu sàn 48 6.3.1 Dầm đơn giản 48 6.3.2 Dầm liên tục 48 6.4 Sức bền tiết diện moment uốn 49 6.4.1 Các giả thiết tính toán 49 6.4.2 Sức bền tiết diện chòu moment dương 49 6.4.3 Sức bền tiết diện chòu moment âm .51 6.5 Độ võng dầm liên hợp 52 6.6 Liên kết dầm thép- sàn .52 6.6.1 Đại cương .53 6.6.2 Sức bền tính toán liên kết 53 6.6.3 Khoảng cách liên kết chốt hàn 55 6.6.4 Thiết kế liên kết chốt hàn dầm phụ liên hợp .55 6.6.5 Thiết kế liên kết chốt hàn dầm liên hợp 57 6.7 Tính toán nội lực dầm có liên kết nửa cứng .58 6.8 Flow Chart .60 CHƯƠNG 7: CỘT LIÊN HP 63 7.1 Cấu tạo 63 7.2 Các điều kiện phương pháp đơn giản tính cột liên hợp .64 7.2.1 Điều kiện đảm bảo ổn đònh cục lõi thép .64 7.2.2 Tỉ lệ lượng thép δ 64 7.2.3 Độ mảnh qui đổi 64 7.3 Đường cong tương tác moment- lực dọc 65 7.3.1 Đường cong tương tác trục y .65 7.3.2 Đường cong tương tác trục z .67 7.4 Ảnh hưởng hiệu ứng P-Delta 69 7.5 Kiểm tra khả chòu lực phương .70 7.6 Kiểm tra khả chòu lực hai phương 73 7.7 Flow Chart 74 CHƯƠNG 8: NÚT LIÊN HP NỬA CỨNG .78 8.1 Phương án cấu tạo nút hệ sàn 78 8.2 Tổng quan nút liên hợp 79 8.3 Xác đònh độ cứng nút liên hợp 80 8.3.1 Công thức xác đònh độ cứng nút 80 8.3.2 Hệ số hiệu chỉnh độ cứng η 81 8.3.3 Độ cứng thành phần nút liên hợp 82 8.3.4 Sắp xếp lò xo độ cứng thành phần 84 8.3.5 Độ cứng nút 85 8.4 Xác đònh cường độ nút liên hợp 85 8.4.1 Cường độ thành phần nút 85 8.4.2 Cường độ nút 86 8.5 Flow Chart .87 CHƯƠNG 9: NÚT DẦM CHÍNH- DẦM PHỤ 88 9.1 Lý thuyết thiết kế 88 9.1.1 Phương án cấu tạo hệ nút sàn .88 9.1.2 Tải trọng thiết kế 89 9.1.3 Khả chòu tải bu lông 89 9.1.4 Số lượng bu lông cần thiết 91 9.1.5 Kiểm tra khả chòu tải clip 91 9.2 Tính toán thiết kế 91 9.2.1 Tải trọng thiết kế 91 9.2.2 Kiểm tra khả chòu tải bu lông .91 9.2.3 Kiểm tra khả chòu tải clip 93 CHƯƠNG 10: LIÊN KẾT CỘT- CỘT 94 10.1 Nội lực thiết kế 94 10.2 Lý thuyết tính toán .96 10.2.1 Bu lông bụng 96 10.2.2 Bu lông cánh 96 CHƯƠNG 11: LIÊN KẾT CHÂN CỘT 98 11.1 Vật liệu .98 11.1.1 Bê tông 98 11.1.2 Thép 98 11.2 Phương pháp tính chiều dày đế 98 11.3 Thiết kế chân cột biên .99 11.3.1 Nội lực thiết kế 99 11.3.2 Ứng suất đế 99 11.3.3 Tính toán chiều dày đế 99 11.3.4 Tính toán bu lông neo .100 11.3.5 Dầm đế sườn ngang 100 11.4 Thiết kế chân cột .102 11.4.1 Nội lực thiết kế .102 11.4.2 Ứng suất đế 102 11.4.3 Tính toán chiều dày đế 102 11.4.4 Tính toán bu lông neo .103 11.4.5 Dầm đế sườn ngang 103 CHƯƠNG 12: BỂ NƯỚC NGẦM .104 12.1 Tiêu chuẩn thiết kế 104 12.2 Phân loại bể 104 12.3 Sơ đồ tính phận bể 105 12.3.1 Bản nắp 105 12.3.2 Bản thành 106 12.3.3 Vách ngăn 106 12.3.4 Bản đáy 106 12.4 Tính toán 106 12.4.1 Vật liệu 106 12.4.2 Bản nắp 107 12.4.3 Bản thành 108 12.4.4 Vách ngăn 111 12.4.5 Bản đáy 113 PHẦN II: KẾT CẤU MÓNG CHƯƠNG 13: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 118 13.1 Lý thuyết thống kê 118 13.1.1 Xử lí thống kê đòa chất .118 13.1.2 Phân chia đơn nguyên đòa chất .118 13.2 Tóm tắt đòa chất .121 13.3 Mặt cắt đòa chất 122 13.4 Tính toán thống kê 123 13.4.1 Thống kê lực dính đơn vò góc ma sát 123 13.4.2 Thống kê dung trọng đất 137 13.5 Bảng tổng hợp tiêu lí đất 145 CHƯƠNG 14: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 146 14.1 Giới thiệu móng cọc khoan nhồi .146 14.1.1 Cấu tạo 146 14.1.2 Công nghệ thi công 146 14.1.3 Ưu điểm cọc khoan nhồi 146 14.1.4 Nhược điểm cọc khoan nhồi 146 14.2 Lý thuyết tính toán sức chòu tải cọc 147 14.2.1 Theo điều kiện vật liệu 147 14.2.2 Theo điều kiện đất 147 14.3 Các thông số cọc khoan nhồi sử dụng cho công trình .148 14.4 Tính toán sức chòu tải cọc 149 14.4.1 Theo điều kiện vật liệu 149 14.4.2 Theo điều kiện đất 149 14.4.3 Kết luận 151 14.5 Mặt phân loại móng .152 14.6 Tính toán móng M1 (móng C10) .153 14.6.1 Tải trọng 153 14.6.2 Tính toán sơ số lượng cọc 153 14.6.3 Kiểm tra thiết kế sơ 154 14.6.4 Tính toán thiết kế đài cọc .159 14.6.5 Kiểm tra cọc chòu tải trọng ngang 161 14.6.6 Tính cốt thép cọc 168 14.7 Tính toán móng M3 (móng F6) .170 14.7.1 Tải trọng 170 14.7.2 Tính toán sơ số lượng cọc 170 14.7.3 Kiểm tra thiết kế sơ 171 14.7.4 Tính toán thiết kế đài cọc .176 14.7.5 Kiểm tra cọc chòu tải trọng ngang 178 14.7.6 Tính cốt thép cọc 185 14.8 Tính toán móng M5 (móng F8’) 187 14.8.1 Tải trọng 187 14.8.2 Tính toán sơ số lượng cọc 187 14.8.3 Kiểm tra thiết kế sơ 188 14.8.4 Tính toán thiết kế đài cọc .193 14.8.5 Kiểm tra cọc chòu tải trọng ngang 195 14.8.6 Tính cốt thép cọc 202 CHƯƠNG 15: MÓNG CỌC BARRETE 204 15.1 Giới thiệu móng cọc barrete 204 15.2 Lý thuyết tính toán sức chòu tải cọc 205 15.2.1 Theo điều kiện vật liệu 205 15.2.2 Theo điều kiện đất 205 15.3 Các thông số cọc barrete sử dụng cho công trình 206 15.4 Tính toán sức chòu tải cọc (C1, C2) 207 Ta có bảng kết : D (m) Phương x Phương y 15.8.5.2 bc (m) K kN/m4 Eb (kN/m2) I (m4) 2.8 3.8 4000 3E+07 0.0504 0.6 1.4 4000 3E+07 1.098 Bảng15.31: Tính toán hệ số biến dạng αbd (m-1) 0.399 0.176 Kiểm tra chuyển vò ngang đầu cọc đáy đài Chiều sâu tính đổi hạ cọc đất: Le = αbd.L L chiều sâu hạ cọc thực tế tính từ đáy đài, L=32 m Chuyển vò ngang góc xoay cọc cao trình đáy đài xác đònh theo công thức: H × l 3o M × l 2o + ∆n = yo + ψlo+ × Eb × I × Eb × I H × lo M × lo + ψ = ψo+ × Eb × I Eb × I Trong : lo chiều cao lấy từ đài cọc đến mặt đất ứng với móng cọc đài cao, với móng đài thấp l0 = yo, ψo - chuyển vò ngang góc xoay cọc cao trình mặt đất yo = HδHH + MδHM ψo = HδMH + MδMM Ho : Giá trò tính toán lực cắt Mo : Mô men uốn mặt đất ứng với móng cọc đài cao đáy đài ứng với móng cọc đài thấp δHH, δMH - chuyển vò cao trình đáy đài, lực đơn vò đặt cao trình gây ra, xác đònh sau : δ HH = × AO α bd × E b × I δ MH = × BO α bd × E b × I δ MM = × CO α bd × Eb × I Trong : Ao, Bo , Co phụ thuộc vào chiều sâu tính đổi hạ cọc đất Le a Phương X Le = 0.399×32=13.15 Tra bảng G2 – TCXD 205 – 1998 ta có: Ao = 2.441 , Bo = 1.621 , Co = 1.751 δ HH δ MH δ MM 2.441 = 2.55×10-5 m/kN 0.176 × × 10 × 0.0504 1.621 = δ HM = =6.75×10-6 kN-1 0.399 × × 10 × 0.0504 1.751 = = 2.91×10-6 kN-1m-1 0.399 × × 10 × 0.0504 = yo =HδHH + MδHM = 85.86× 2.55×10-5 + 50.3×6.75×10-6 = 2.53×10-3(m) ψo=HδMH + MδMM = 85.86×6.75×10-6 + 50.3×2.91×10-6 = 7.26×10-4(rad) b Phương Y Le = 0.176×33=5.81 Tra bảng G2 – TCXD 205 – 1998 ta có: Ao = 2.441 , Bo = 1.621 , Co = 1.751 δ HH δ MH δ MM 2.441 =2.55×10-6 m/kN 0.176 × × 10 × 1.098 1.621 = δ HM = =6.75×10-6 kN-1 0.176 × × 10 × 1.098 1.751 = = 2.91×10-6 kN-1m-1 0.176 × × 10 × 1.098 = yo =HδHH + MδHM = 105.5× 2.55×10-5 + 71.5×6.75×10-6 = 1.54×10-3(m) ψo=HδMH + MδMM = 105.5×6.75×10-6 + 71.5×2.91×10-6 = 1.89×10-4(rad) c Kiểm tra Nhận xét góc xoay hai phương x y đảm bảo nhỏ ψgh = 2/1000 Đối với chuyển vò đầu cọc, ta cộng tác dụng hai chuyển vò đầu cọc ∆= ( ∆ x ) + (∆ y ) = ( 2.53 × 10 ) + (1.54 × 10 ) −3 −3 = 2.96 × 10 −3 ( m) Vậy ta có : ∆ = 0.3 cm < ∆gh = cm Vậy cọc thỏa điều kiện chuyển vò ngang góc xoay 15.8.5.3 Biểu đồ áp lực ngang tác dụng vào thân cọc Áp lực σz(kN/m2), mô men uốn Mz(kNm), lực cắt Qz(kN) tiết diện cọc tính theo công thức sau: ψ0 M0 H0 K σz = α ze ( y0 × A1 − α B1 + α E I C1 + α E I D1 ) bd bd bd b bd b H0 My=α2bd×Eb×I×y0×A3 - αbd× Eb×I×ψ0×B3 + M0×C3+ α D3 bd Qz=α3bd×Eb×I×A4 - α2bd×Eb×I×ψ0×B4 + αbd×M0×C4 + H0×D4 Trong đó: Ze chiều sâu tính đổi, Ze=αbd×z Các giá trò A1, A3, A4, B1, B3, B4, D1, D3, D4 tra bảng G3 TCXD 205 – 1998 a Z (m) 0.251 0.502 0.753 1.004 1.255 1.506 1.756 2.007 2.258 2.509 2.76 3.011 3.262 3.513 3.764 4.015 4.266 4.517 4.768 5.018 5.52 6.022 6.524 7.026 7.528 8.782 10.037 Phương X Ze (m) A1 B1 C1 D1 0 0.1 0.1 0.005 0.2 0.2 0.02 0.001 0.3 0.3 0.045 0.005 0.4 0.4 0.08 0.011 0.5 0.5 0.125 0.021 0.6 0.999 0.6 0.18 0.036 0.7 0.999 0.7 0.245 0.057 0.8 0.997 0.799 0.32 0.085 0.9 0.995 0.899 0.405 0.121 0.992 0.997 0.499 0.167 1.1 0.987 1.095 0.604 0.222 1.2 0.979 1.192 0.718 0.288 1.3 0.969 1.287 0.841 0.365 1.4 0.955 1.379 0.974 0.456 1.5 0.937 1.468 1.115 0.56 1.6 0.913 1.553 1.264 0.678 1.7 0.882 1.633 1.421 0.812 1.8 0.848 1.706 1.584 0.961 1.9 0.795 1.77 1.752 1.126 0.735 1.823 1.924 1.308 2.2 0.575 1.887 2.272 1.72 2.4 0.347 1.874 2.609 2.105 2.6 0.033 1.755 2.907 2.724 2.8 -0.385 1.49 3.128 3.288 -0.928 1.037 3.225 3.858 3.5 -2.928 -1.272 2.463 4.98 -5.853 -5.941 -0.927 4.548 Bảng 15.32: Ứng suất σ z tải ngang theo phương x σz 0.00 2.36 4.36 6.01 7.34 8.35 9.06 9.52 9.71 9.69 9.51 9.14 8.60 7.97 7.27 6.51 5.69 4.83 4.19 3.14 2.33 0.82 -2.41 -1.56 -2.31 -2.98 -3.73 -4.02 Hình 15.25: Ứng suất σ z tải ngang theo phương x b Z (m) 0.567 1.135 1.702 2.27 2.837 3.405 3.972 4.539 5.107 5.674 6.242 6.809 7.377 7.944 8.511 9.079 9.646 10.214 Phương Y Ze (m) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 A1 1 1 1 0.999 0.999 0.997 0.995 0.992 0.987 0.979 0.969 0.955 0.937 0.913 0.882 0.848 B1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.799 0.899 0.997 1.095 1.192 1.287 1.379 1.468 1.553 1.633 1.706 C1 0.005 0.02 0.045 0.08 0.125 0.18 0.245 0.32 0.405 0.499 0.604 0.718 0.841 0.974 1.115 1.264 1.421 1.584 D1 0 0.001 0.005 0.011 0.021 0.036 0.057 0.085 0.121 0.167 0.222 0.288 0.365 0.456 0.56 0.678 0.812 0.961 σz 0.00 3.26 6.04 8.35 10.22 11.66 12.68 13.36 13.68 13.69 13.49 13.01 12.30 11.45 10.50 9.47 8.33 7.15 6.27 10.781 11.348 12.483 13.618 14.753 15.888 17.023 19.86 22.697 1.9 0.795 1.77 1.752 1.126 0.735 1.823 1.924 1.308 2.2 0.575 1.887 2.272 1.72 2.4 0.347 1.874 2.609 2.105 2.6 0.033 1.755 2.907 2.724 2.8 -0.385 1.49 3.128 3.288 -0.928 1.037 3.225 3.858 3.5 -2.928 -1.272 2.463 4.98 -5.853 -5.941 -0.927 4.548 Bảng 15.33: Ứng suất σ z tải ngang theo phương y 4.81 3.66 1.54 -3.15 -1.86 -2.96 -3.97 -5.21 -5.86 Hình 15.26: Ứng suất σ z tải ngang theo phương y 15.8.5.4 Kiểm tra ổn đònh quanh cọc Nhận xét áp lực pháp tuyến theo phương ngang cọc tác dụng lên đất hai phương độc lập Do ta kiểm tra phương độc lập Điều kiện ổn đònh xung quanh cọc có áp lực ngang cọc tác động có dạng sau: σ z ≤ η1η a (σ v' tgϕ I + ξcI ) cos ϕ I Phương X Với Le = 13.2 > 5: Cọc dài hay cọc chòu uốn, ổn đònh theo phương ngang 0,85 0.85 = 2.13 m kiểm tra độ sâu : z = α = 0.399 bd Ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng độ sâu z = -2.13 m tính từ đáy móng: σ’v = 1×18.32+0.2×8.32+2.93×4.7 = 33.8 (kN/m2) Đối với cọc khoan nhồi, hệ số ξ = 0.6 η1 = η2 hệ số kể đến phần tải trọng thường xuyên tổng tải trọng Thiên an toàn lấy η2 = 0.4 Vậy ta có: η1η 4 (σ v' tgϕ I + ξc I ) = × 0.4 × (33.8 × tan 7.25 + 0.6 × 7.08) = 13.8 kN / m cos ϕ I cos 7.25 Tại độ sâu z = 2.13 m , tra biểu đồ quan hệ ứng suất pháp mặt bên cọc theo chiều sâu, ta σzy = 9.7 kN/m2 Vậy điều kiện ổn đònh đối vối tải theo phương x thỏa mãn b Phương Y Với Le = 5.81 > 5: Cọc dài hay cọc chòu uốn, ổn đònh theo phương ngang 0,85 0.85 = 4.83 m kiểm tra độ sâu : z = α = 0.176 bd Ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng độ sâu z = -4.83 m tính từ đáy móng: σ’v = 1×18.32+0.2×8.32+5.63×4.7 = 46.5 (kN/m2) Đối với cọc khoan nhồi, hệ số ξ = 0.6 η1 = η2 hệ số kể đến phần tải trọng thường xuyên tổng tải trọng Thiên an toàn lấy η2 = 0.4 Vậy ta có: η1η 4 (σ v' tgϕ I + ξc I ) = × 0.4 × (46.5 × tan 7.25 + 0.6 × 7.08) = 16.4 kN / m cos ϕ I cos 7.25 Tại độ sâu z = 4.83 m , tra biểu đồ quan hệ ứng suất pháp mặt bên cọc theo chiều sâu, ta σzy =13.69 kN/m2 Vậy điều kiện ổn đònh đối vối tải theo phương y thỏa mãn 15.8.5.5 Biểu đồ moment uốn tác dụng vào thân cọc a Phương X Z 0.251 0.502 0.753 1.004 1.255 1.506 1.756 2.007 2.258 2.509 2.76 3.011 3.262 3.513 3.764 4.015 4.266 4.517 4.768 5.018 5.52 6.022 6.524 7.528 8.782 10.037 Ze A3 B3 C3 D3 0 0.1 0 0.1 0.2 -0.001 0.2 0.3 -0.005 -0.001 0.3 0.4 -0.011 -0.002 0.4 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.5 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.6 0.7 -0.057 -0.02 0.996 0.699 0.8 -0.085 -0.034 0.992 0.799 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 -0.167 -0.083 0.975 0.994 1.1 -0.222 -0.122 0.96 1.09 1.2 -0.287 -0.173 0.938 1.183 1.3 -0.365 -0.238 0.907 1.273 1.4 -0.455 -0.319 0.866 1.358 1.5 -0.559 -0.42 0.881 1.437 1.6 -0.676 -0.543 0.739 1.507 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 1.8 -0.956 -0.867 0.53 1.612 1.9 -1.118 -1.074 0.385 1.64 -1.295 -1.314 0.207 1.646 2.2 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 2.4 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 2.6 -2.621 -3.6 -1.877 0.917 -3.541 -6 -4.688 -0.891 3.5 -3.919 -9.544 -10.34 -5.854 -1.614 -11.73 -17.919 -15.08 Bảng 15.34: Mômen uốn theo phương x M 50.30 71.84 92.77 112.31 130.64 147.37 162.37 174.77 185.22 193.30 197.99 201.57 203.31 202.19 199.19 197.96 188.62 181.20 172.34 163.20 152.98 130.78 107.95 85.35 45.15 11.83 -0.97 Hình 15.27: Mômen uốn theo phương x b Phương Y Z 0.567 1.135 1.702 2.27 2.837 3.405 3.972 4.539 5.107 5.674 6.242 6.809 7.377 7.944 8.511 9.079 9.646 10.214 10.781 11.348 Ze 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 A3 -0.001 -0.005 -0.011 -0.021 -0.036 -0.057 -0.085 -0.121 -0.167 -0.222 -0.287 -0.365 -0.455 -0.559 -0.676 -0.808 -0.956 -1.118 -1.295 B3 0 -0.001 -0.002 -0.005 -0.011 -0.02 -0.034 -0.055 -0.083 -0.122 -0.173 -0.238 -0.319 -0.42 -0.543 -0.691 -0.867 -1.074 -1.314 C3 1 1 0.999 0.998 0.996 0.992 0.985 0.975 0.96 0.938 0.907 0.866 0.881 0.739 0.646 0.53 0.385 0.207 D3 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.699 0.799 0.897 0.994 1.09 1.183 1.273 1.358 1.437 1.507 1.566 1.612 1.64 1.646 M 131.36 189.65 244.30 295.79 343.10 385.81 421.67 452.43 476.82 492.30 504.68 512.14 511.99 506.74 501.73 483.71 466.34 444.99 422.67 397.31 12.483 13.618 14.753 17.023 19.86 22.697 0.567 2.2 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 2.4 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 2.6 -2.621 -3.6 -1.877 0.917 -3.541 -6 -4.688 -0.891 3.5 -3.919 -9.544 -10.34 -5.854 -1.614 -11.73 -17.919 -15.08 0.1 0 0.1 Bảng 15.35 Mômen uốn tải ngang theo phương y 341.51 282.89 225.08 120.17 31.61 -2.98 131.36 Hình 15.28: Mômen uốn tải ngang theo phương y 15.8.5.6 Biểu đồ lực cắt phương x tác dụng vào thân cọc a Phương X Z(m) 0.251 0.502 0.753 1.004 1.255 1.506 1.756 2.007 Ze(m) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 A4 -0.005 -0.02 -0.045 -0.08 -0.125 -0.18 -0.245 -0.32 B4 0 -0.003 -0.009 -0.021 -0.004 -0.072 -0.114 -0.171 C4 0 -0.001 -0.003 -0.008 -0.016 -0.03 -0.051 D4 1 1 0.999 0.997 0.994 0.989 Qz (kN) 85.83 84.62 81.51 76.49 70.07 56.03 54.24 45.28 36.22 2.258 2.509 2.76 3.011 3.262 3.513 3.764 4.015 4.266 4.517 4.768 5.018 5.52 6.022 6.524 7.026 7.528 8.782 10.037 0.9 -0.404 -0.243 -0.082 0.98 -0.499 -0.333 -0.125 0.967 1.1 -0.603 -0.443 -0.183 0.917 1.2 -0.716 -0.575 -0.259 0.917 1.3 -0.838 -0.73 -0.356 0.876 1.4 -0.967 -0.91 -0.479 0.821 1.5 -1.105 -1.116 -0.63 0.747 1.6 -1.248 -1.35 -0.815 0.652 1.7 -1.396 -1.643 -1.036 0.529 1.8 -1.547 -1.906 -1.299 0.374 1.9 -1.699 -2.227 -1.608 0.181 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 2.2 -2.125 -3.36 -2.849 -0.692 2.4 -2.339 -4.228 -3.973 -1.592 2.6 -2.437 -5.14 -5.355 -2.821 2.8 -2.346 -6.023 -6.99 -4.445 -1.969 -6.765 -8.84 -6.52 3.5 1.074 -6.789 -13.692 -13.826 9.244 -0.358 -15.611 -23.14 Bảng 15.36: Lực cắt tải ngang theo phương x 27.04 17.75 6.29 0.42 -7.56 -14.60 -21.49 -27.19 -26.94 -36.24 -39.85 -42.36 -45.35 -45.69 -43.69 -39.99 -34.65 -18.39 0.43 Hình 15.29: Lực cắt tải ngang theo phương x b Phương Y Z(m) Ze(m) A4 B4 C4 D4 Qz (kN) 0.567 1.135 1.702 2.27 2.837 3.405 3.972 4.539 5.107 5.674 6.242 6.809 7.377 7.944 8.511 9.079 9.646 10.214 10.781 11.348 12.483 13.618 14.753 15.888 17.023 19.86 22.697 0 0 0.1 -0.005 0 0.2 -0.02 -0.003 0.3 -0.045 -0.009 -0.001 0.4 -0.08 -0.021 -0.003 0.5 -0.125 -0.004 -0.008 0.999 0.6 -0.18 -0.072 -0.016 0.997 0.7 -0.245 -0.114 -0.03 0.994 0.8 -0.32 -0.171 -0.051 0.989 0.9 -0.404 -0.243 -0.082 0.98 -0.499 -0.333 -0.125 0.967 1.1 -0.603 -0.443 -0.183 0.917 1.2 -0.716 -0.575 -0.259 0.917 1.3 -0.838 -0.73 -0.356 0.876 1.4 -0.967 -0.91 -0.479 0.821 1.5 -1.105 -1.116 -0.63 0.747 1.6 -1.248 -1.35 -0.815 0.652 1.7 -1.396 -1.643 -1.036 0.529 1.8 -1.547 -1.906 -1.299 0.374 1.9 -1.699 -2.227 -1.608 0.181 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 2.2 -2.125 -3.36 -2.849 -0.692 2.4 -2.339 -4.228 -3.973 -1.592 2.6 -2.437 -5.14 -5.355 -2.821 2.8 -2.346 -6.023 -6.99 -4.445 -1.969 -6.765 -8.84 -6.52 3.5 1.074 -6.789 -13.692 -13.826 9.244 -0.358 -15.611 -23.14 Bảng 15.37: Lực cắt tải ngang theo phương y 105.50 104.11 100.52 94.72 87.28 71.32 68.85 58.40 47.77 36.98 26.04 12.37 5.49 -4.04 -12.50 -20.79 -27.71 -28.04 -38.89 -43.42 -46.68 -50.81 -51.81 -50.03 -46.18 -40.35 -21.84 0.52 Hình 15.30: Lực cắt tải ngang theo phương y 15.8.6 TÍNH CỐT THÉP TRONG CỌC 15.8.6.1 Kiểm tra cọc chòu uốn Ta tính toán cọc chòu uốn theo phương, sau cộng thép lại Cách làm thiên an toàn làm toán nén lệch tâm xiên kết thép nhỏ nhiều 15.8.6.2 Phương X Mx,max = 203.31 (kNm) As = M x ,max 0.9h0 Rs Chọn khoảng cách từ tâm lớp thép đến mặt bê tông a = 50mm, ta có diện tích cốt thép cần thiết : As = M max 203.31 × 10 = = 1613.6 mm 0.9h0 Rs 0.9 × 500 × 280 Diện tích cốt thép bố trí theo cạnh dài cọc Số thép chọn ban đầu theo cạnh dài cọc 13∅25 có diện tích 6381 mm2 (đã bỏ cốt thép góc xem làm việc cho chiều moment (thiên an toàn) 15.8.6.3 Phương Y My,max = 511.9 (kNm) As = M x ,max 0.9h0 Rs Chọn khoảng cách từ tâm lớp thép đến mặt bê tông a = 50mm, ta có diện tích cốt thép cần thiết : As = M max 511.9 × 10 = = 752.4 mm 0.9h0 Rs 0.9 × 2700 × 280 Diện tích cốt thép bố trí theo cạnh ngắn cọc Số thép chọn ban đầu theo cạnh ngắn cọc 4∅25 (lấy cốt thép góc) có diện tích 1963 mm2 Vậy cốt thép dọc giả thiết đủ chòu tải trọng ngang tác dụng vào cọc Trong hai biểu đồ moment tác dụng tải ngang theo hai phương, ta thấy biều đồ moment tải ngang theo phương y có độ sâu kết thúc moment lớn Do thiên an toàn, ta xác đònh độ sâu cắt thép dựa vào độ sâu lớn Dựa vào đồ thò, ta xác đònh độ sâu dứt moment 22.5 m kể từ đáy đài Thực tế thi công người ta thường kéo thép xuống hết chiều dài cọc Tuy nhiên đây, để tiết kiệm, ta cắt nửa số lượng thép cọc, lại cho xuống đến hết chiều dài cọc Cốt thép cắt xen kẽ 15.8.6.4 a Kiểm tra cọc chòu cắt Phương X Ta có giá trò Qmax cọc chòu tải trọng ngang là: Qmax = 85.8 kN Kiểm tra điều kiện tính cốt đai : 0,35Rbbho = 0,35×13×2800×550 = 7007 (kN) > Q 0,6Rbtbho = 0,6×1.05×2800×550 = 970.2 (kN) >Q Như cốt đai bố trí cấu tạo Chọn cốt đai ∅10@200 b Phương Y Ta có giá trò Qmax cọc chòu tải trọng ngang là: Qmax = 105.5 kN Kiểm tra điều kiện tính cốt đai : 0,35Rbbho = 0,35×13×600×2700 = 7371 (kN) > Q 0,6Rbtbho = 0,6×1.05×600×2700 = 1020.6 (kN) >Q Như cốt đai bố trí cấu tạo Chọn cốt đai ∅10@200 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] prEN1991-1-1 Actions on structures - Part 1-1: General actions - Densities, self-weight, imposed loads for buildings [2] prEN1991-1-4 Actions on structures - General actions Part 1-4: Wind actions [3] prEN1993-1-1 Design of steel structure- Part 1.1 General structural rules [4] prEN1993-1-8 Design of steel structure- Part 1.8 Design of joints [5] prEN1994-1-1 Design of composite steel and concrete structures - Part 1.1 General rules and rules for buildings [6] TCXDVN 356-2005, Kết cấu bê tông bê tông cốt thép [7] Phạm Văn Hội, Kết cấu liên hợp thép- bê tông, NXBKHKT, 2006 [8] RM.Lawson, KF.Chung, Composite Design to Eurocode 4, Steel Construction Institue, 1994 [9] E.Consenza, R.Zandonini, Composite Construction, CRC Press LLC, 1999 [10] Đoàn Đònh Kiến et al, Kết cấu thép, NXBKHKT, 2005 [11] Trần Thò Thôn, Bài tập thiết kế kết cấu thép, NXBDHQG TPHCM, 2005 [12] Structural Steelwork Eurocodes Development of A Trans-national Approach [13] TCXD 195- 1997 Nhà cao tầng – Thiết kế cọc khoan nhồi [14] TCXD 205- 1998 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế [15] Châu Ngọc Ẩn, Cơ học đất, NXB ĐHQG TP.HCM, 2004 [16] Châu Ngọc Ẩn, Nền móng, NXB ĐHQG TP.HCM, 2002 [17] J.E.Bowles, Foundation Analysis and Design, McGraw Hill, 1997 CÁC PHẦN MỀM SỬ DỤNG [1] ETAB version 9.04 [2] SAP 2000 version 9.03 [3] VISUAL BASIC 6.0 [4] MATLAB 5.0 [...]... thân kết cấu bê tông cốt thép thông thường cũng là kết cấu composite, hay kết cấu liên hợp nếu ta hiểu theo nghóa là sự kết hợp của hai loại vật liệu khác nhau là thép và bê tông Tuy nhiên thông thường người ta hiểu rằng khái niệm kết cấu liên hợp có nghóa là sự kết hợp của bê tông và thép hình, thép tấm, hay thép ống Nhà cao tầng dùng kết cấu liên hợp sử dụng các cấu kiện như sàn, dầm, cột là các cấu. .. HỆ SỐ KẾT CẤU CSCD 3.3.6.1 Khái niệm Hệ số kết cấu cscd tính tới ảnh hưởng của tính chất tác dụng không đồng thời của tải gió lên bề mặt kết cấu, và tác động của sự dao động công trình do hiện tượng cộng hưởng Hệ số kết cấu cscd có thể phân chia ra thành hai hệ số: hệ số kích thước c s và hệ số động cd Ta có thể tính hệ số kết cấu như là một thông số duy nhất hoặc chia ra như trên Hệ số kết cấu cscd... của kết cấu - Có thể ứng lực trước trong khi thi công, tăng hiệu quả sử dụng của vật liệu, nhất là vật liệu cường độ cao - Khả năng biến dạng dẻo lớn hơn kết cấu bê tông cốt thép Điều này có ý nghóa lớn khi công trình chòu tải trọng động đất 1.2.MỘT VÀI SO SÁNH KÍCH THƯỚC Kích thước của cấu kiện khi sử dụng kết cấu liên hợp nhỏ hơn nhiều so với kết cấu không liên hợp Điều này thể hiện rõ qua kết quả... Nam vẫn chưa phổ biến loại kết cấu này Chỉ có một vài công trình sử dụng như Diamond Plaza ở TP.HCM hay công trình của công ty xuất nhập khẩu Hồng Hà ở Hà Nội Trong tương lai gần, tình hình sẽ đổi khác do những ưu việt của loại kết cấu liên hợp, nhất là trong xây dựng nhà cao tầng Ưu điểm của kết cấu liên hợp: - Khả năng chống ăn mòn của thép được tăng cường Đối với kết cấu thép thì để bảo vệ thép,... bê tông Thiết kế Đàn hồi Đặc trưng Dẻo Cường độ thiết kế Giá trò thiết kế của nội lực hay moment red Reduced Suy giảm Có thể dùng nhiều kí hiệu nhỏ bên dưới để diễn tả kí hiệu Các kí hiệu nhỏ bên dưới này thường được sắp xếp và ngăn cách nhau bởi dấu phẩy Ví dụ như: Npl.Rd Design plastic axial resistance Cường độ chòu nén dẻo thiết kế PHẦN I KẾT CẤU 70% CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN 1.1.TỔNG QUAN KẾT CẤU LIÊN... 237 15.7.2 Tính toán sơ bộ số lượng cọc 237 15.7.3 Kiểm tra thiết kế sơ bộ 238 15.7.4 Tính toán thiết kế đài cọc .243 15.7.5 Kiểm tra cọc chòu tải trọng ngang 245 15.7.6 Tính cốt thép trong cọc 259 15.8 Tính toán móng M5 (móng F8’) 261 15.8.1 Tải trọng 261 15.8.2 Tính toán sơ bộ số lượng cọc 261 15.8.3 Kiểm tra thiết kế sơ bộ... bền C35/30 để thiết kế Bảng tổng hợp các đặc trưng bê tông lớp độ bền C35/30 f ck (MPa) f ctm (MPa) f cm (MPa) Ecm ( × 10 3 MPa) Lớp độ bền C35/30 25 2.6 33 32.5 Bảng 2.4: Bảng đặc trưng vật liệu của bê tông lớp độ bền C35/30 2.2.THÉP KẾT CẤU 2.2.1 CHỈ TIÊU CƯỜNG ĐỘ Trong tiêu chuẩn Eurocode, người ta sử dụng hai mác thép phổ biến trong thiết kế thép kết cấu của kết cấu liên hợp là S275 và S355 Chiều... xuyên phải bảo trì và không có tác dụng bảo vệ với va chạm Đối với kết cấu liên hợp, nhờ lớp bê tông nên khắc phục được nhược điểm này - Tốc độ thi công nhanh Điều này có ý nghóa lớn nhất của kết cấu liên hợp Tốc độ thi công nhanh sẽ nhanh chóng đưa công trình vào sử dụng - Chòu lửa tốt hơn kết cấu thép nhờ có lớp bê tông bảo vệ bên ngoài - Khả năng chòu lực tăng lên, do đó kết cấu sẽ thanh mảnh hơn... bằng phân loại móng .212 15.6 Tính toán móng M1 (móng C10) .213 15.6.1 Tải trọng 213 15.6.2 Tính toán sơ bộ số lượng cọc 213 15.6.3 Kiểm tra thiết kế sơ bộ 214 15.6.4 Tính toán thiết kế đài cọc .219 15.6.5 Kiểm tra cọc chòu tải trọng ngang 221 15.6.6 Tính cốt thép trong cọc 235 15.7 Tính toán móng M3 (móng F6) .237... toàn đàn dẻo, module đàn hồi E= 210 kN/m 2, các giá trò dùng cho thép kết cấu có thể áp dụng cho vật liệu chế tạo tôn đònh hình 2.4.THÉP THANH Tiêu chuẩn Châu Âu EN 10080-3 đã đưa ra ba mác thép dùng cho kết cấu liên hợp: S220, S400 và S500 Do yêu cầu về tính dẻo cần thiết của thép, tông thường người ta sử dụng hai mác thép là S400 và S500 là loại có độ dẻo dai lớn Trong luận văn này, ta sử dụng mác