Cao ốc nam hưng bến cát bình dương

Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN CHƯƠNG XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG KHÔNG GIAN 5.1 Kích thước sơ tiết diện dầm Các dầm có tiết diện bảng 5.1 Bảng 5.1 Kích thước sơ tiết diện dầm Loại dầm Dầm khung Dầm phụ Dầm Consol Nhịp dầm Hệ số ld(m) md hd(m) bd(m) bdxhd(cmxcm) D1 D2 D3 D3' D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 8.5 7.1 8 8.5 8.5 5.8 8.5 14 14 14 14 16 16 16 16 16 16 16 12 16 16 0.64 0.57 0.61 0.51 0.50 0.50 0.53 0.53 0.56 0.50 0.36 0.25 0.50 0.53 0.21 0.19 0.20 0.17 0.17 0.17 0.18 0.18 0.19 0.17 0.12 0.08 0.17 0.18 30x65 30x65 30x65 30x65 25x50 25x50 25x50 25x50 25x50 30x50 20x40 20x30 20x50 20x50 D15 1.55 12 0.13 0.04 30x50 Kí hiệu SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG Chiều cao Bề rộng Chọn tiết diện MSSV: 09B1040088 Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN 5.2 Kích thước sơ tiết diện cột Bảng 5.2 Chọn sơ tiết diện cột Cột A1- A7 D1-D7 A2-A6 D2-D6 A3-A5 D3-D5 A4-D4 B1-B7 C1-C7 B2-B3B3-B5B6 C2-C3C4-C5C6 E1-E7 E2-E3E4-E5E6 Tầng Tải Fs(m2) (kN/m2) N (kN) Hệ số kt Rb A0 (daN/cm2) (cm2) b (cm) h (cm) Chọn bxh (cm) Tầng - Taàng 11 97.8 1075.8 1.3 145 965 31 31.1 40x40 Tầng - Tầng 11 105.4 2235.5 1.3 145 2004 45 45 50x50 Hầm - Tầng 11 64.2 2941.3 1.3 145 2637 51 51 60x60 Tầng - Taàng 11 132.0 1452.0 1.2 145 1202 35 34.7 45x45 Tầng - Tầng 11 161.3 3226.3 1.2 145 2670 52 52 50x55 Hầm - Tầng 11 124.6 4596.9 1.2 145 3804 62 62 60x60 Tầng 10 - mái 11 60.6 666.3 1.2 145 551 23 23 40x40 Tầng - Taàng 11 148.8 2303.1 1.2 145 1906 44 44 50x50 Tầng - Tầng 11 177.9 4260.1 1.2 145 3526 59 59 60x60 Hầm - Tầng 11 122.2 5604.3 1.2 145 4638 68 68 70x70 Tầng 10 - mái 11 76.6 842.6 1.2 145 697 26 26 40x0 Tầng - Taàng 11 153.2 2527.8 1.2 145 2092 46 46 50x50 Tầng - Tầng 11 182.9 4539.7 1.2 145 3757 61 61 60x60 Hầm - Tầng 11 136.0 6035.7 1.2 145 4995 71 71 70x70 Taàng 10 - maùi 11 52.5 577.5 1.2 145 478 22 22 40x40 Tầng - Taàng 11 142.0 2139.5 1.2 145 1771 42 42 45x45 Tầng - Tầng 11 142.0 3701.5 1.2 145 3063 55 55 55x55 Hầm - Tầng 11 71.0 4482.5 1.2 145 3710 61 61 65x65 Tầng 10 - mái 11 105.8 1164.2 1.1 145 883 30 30 40x40 Tầng - Taàng 11 272.0 4156.2 1.1 145 3153 56 56 50x50 Tầng - Tầng 11 272.0 7148.2 1.1 145 5423 74 74 65x65 Hầm - Tầng 11 136.0 8644.2 1.1 145 6558 81 81 75x75 Hầm - Tầng 13 31.2 405.6 1.1 145 308 18 18 40x40 Hầm - Tầng 11 72.0 792.0 1.1 145 601 25 25 45x45 SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương 5.3 SƠ ĐỒ BỐ TRÍ HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA CÔNG TRÌNH Hình 5.3: Mặt tầng điển hình SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương Hình 5.4: Khung trục SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương XÁC ĐỊNH NỘI LỰC KHUNG KHÔNG GIAN 5.4 Các trường hợp tải tác dụng lên công trình TT HT HT HT HT Gioù X Gioù XX Gioù Y Gioù YY : : : : : : : : : gồm trọng lượng thân + tải tường + tải lớp; hoạt tải chất cách tầng cách nhịp theo phương X; hoạt tải chất cách tầng cách nhịp theo phương X; hoạt tải chất cách tầng cách nhịp theo phương Y; hoạt tải chất cách tầng cách nhịp theo phương Y; tải trọng gió tónh theo phương X (trái  ); tải trọng gió tónh theo phương –X (phải  ); tải trọng gió tónh theo phương Y (trước  ); tải trọng gió tónh theo phương –Y (sau  ) Sơ đồ trường hợp hoạt chất cách tầng cách nhịp sau: SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương 9000 9000 8000 8500 9000 51500 8500 8500 8000 8500 9000 51500 8500 8500 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương 9000 9000 8000 8500 9000 51500 8500 8500 8000 8500 9000 51500 8500 8500 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương 5.4.2 Xác định nội lực khung không gian Các tổ hợp nội lực cần để giải khung bao gồm: - Các tổ hợp gồm tónh tải cộng với hoạt tải (đứng ngang): Tổ hợp (COMB) : TT + HT 1; Tổ hợp (COMB) : TT + HT 2; Tổ hợp (COMB) : TT + HT 3; Tổ hợp (COMB) : TT + HT 4; Tổ hợp (COMB) : TT+HT1+HT2; Tổ hợp (COMB) : TT + Gió X; Tổ hợp (COMB) : TT + GióXX; Tổ hợp (COMB) : TT + Gió Y; Tổ hợp (COMB) : TT + Gió YY - Các tổ hợp gồm tónh tải cộng với hoạt tải (đứng ngang): Tổ hợp (COMB) 10 : TT + 0.9(HT + Gió X); Tổ hợp (COMB) 11 : TT+ 0.9(HT1 + Gió XX Tổ hợp (COMB) 12 : TT+ 0.9(HT1 + Gió Y); Tổ hợp (COMB) 13 : TT+ 0.9(HT1 + Gió YY); Tổ hợp (COMB) 14 : TT+ 0.9(HT2 + Gió X); Tổ hợp (COMB) 15 : TT+ 0.9(HT2 + Gió XX Tổ hợp (COMB) 16 : TT+ 0.9(HT2 + Gió Y); Tổ hợp (COMB) 17 : TT+ 0.9(HT2 + Gió YY); Tổ hợp (COMB) 18 : TT+ 0.9(HT3 + Gió X); Tổ hợp (COMB) 19 : TT+ 0.9(HT3 + Gió XX Tổ hợp (COMB) 20 : TT+ 0.9(HT3 + Gió Y); Tổ hợp (COMB) 21 : TT+ 0.9(HT3 + Gió YY); Tổ hợp (COMB) 22 : TT+ 0.9(HT4 + Gió X); Tổ hợp (COMB) 23 : TT+ 0.9(HT4 + Gió XX Tổ hợp (COMB) 24 : TT+ 0.9(HT4 + Gió Y); Tổ hợp (COMB) 25 : TT+ 0.9(HT4 + Gió YY); - Tổ hợp bao (envelope): Tổ hợp (BAO) : Envelope (COMB1, COMB2…,COMB25) Đồ án sử dụng chương trình ETABS version 9.7.0 để tạo mô hình khung không gian giải toán đàn hồi theo phương pháp phần tử hữu hạn Các bước tiến hành mô hình khung không gian tính toán công trình ETABS Version 9.7.0 SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương BIỂU ĐỒ BAO MOMENT SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương BIỂU ĐỒ BAO LỰC DỌC SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương TÍNH TOÁN MÓNG KHOAN NHOÀI n   h i tb  i i 1  n 1h1   h2   n hn h h1  h2   hn i i 1 đó: hi : chiều dày lớp đất thứ i mà cọc qua; i : góc ma sát lớp đất thứ i Bảng 8.20: Bảng tính góc ma sát trung bình  Lớp Đất hi (m) 13,1  i (độ) 6,827 Toång 13 3,9 30 15,038 26,228  tb = = 12,9 3,23 độ độ = 3013’ SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 hi I (m.độ) 89,43 195,49 102,29 387,21 221 Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương TÍNH TOÁN MÓNG KHOAN NHỒI Mặt tầng 1 450 1200X1200 Mặt tần g hầm B 800 3000 MĐTN Lớp đất sang lắp 900 15001200 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN C 30000 15500 Lớp bùn sét lẫn bụi, Màu xám đen, xám xanh Trạn g thái chảy  = 1,513 g/cm3  = 6,827 c = 16,8 kN/m2 I L= 0,82 Lớp sét pha (á sét), 13000 Màu xám xanh, xám trắng, Trạn g thái dẻo cứng  = 1,948 g/cm3  = 15,038 c = 27,8 kN/m I L= 0,31 10000 Lớp cát pha (á cát ), Màu xám trắn g lẫn vàn g, Trạn g thái chặt vừa  = 2,020 g/cm3  = 26,228 c = 13,1 kN/m I L= 0,31 A D 4080 Hình 8.13: Khối móng quy ước Kích thước khối móng quy ước: - Chiều dài: Lm=L1+2Lctgα = 0,8+2x30xtg3013’= 4,08(m) - Chiều rộng: Bm= B1+2Lctgα = 0,8+2x30xtg 3013’= 4,08 (m) - Chieàu cao: Hm = 30,9m SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 222 Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương TÍNH TOÁN MÓNG KHOAN NHỒI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN - Diện tích đáy móng khối quy ước: Am = 4,08 x 4,08= 16,65 (m2) 8.7.3.2 Trọng lượng khối móng quy ước: Xác định trọng lượng móng khối quy ước Gm = G1 + G2 + G3 Trong đó: G1 – trọng lượng đế đài đất đế đài, tính gần là: G1 = LmBmhdtb = 4,08 x 4,08 x 0,9 x 20 = 299,63 (KN) G2 – trọng lượng đất phạm vi từ đế đài đến mũi cọc, tính trừ phần đất bị cọc chiếm chỗ Vì phần gồm nhiều lớp đất nên tính sau: G2 = (LmBm – ncAc) hii Trong i lớp đất mực nước ngầm dung trọng đẩy Bảng 8.21: Bảng tính trọng lượng đất G2 Lớp Đất Lm (m) Bm (m) 4,08 4,08 số Ac dn lượng 2) h i (m) (m (kN/m3) coïc nc 13,1 0,502 13 3,9 9,10 13,85 15,86 hi.i 119,21 180,05 61,85 hi. G2( kN) (KN/m2) 361,11 5829,9 G3 – trọng lượng phần cọc nằm khối móng quy ước G3 = nc Ac Lcc =1 x 0,502 x 30 x 25 = 376,5 (KN) Kết quả: Gm = G1 + G2 + G3 = 299,63,4+5829,9+ 376,5 = 6506,03(KN) 8.7.3.3 Taûi trọng tiêu chuẩn tác dụng đáy khối móng quy ước: Bảng 8.22: Bảng tải trọng tiêu chuẩn đỉnh đài cọc (kN) Mx0tc (kN.m) My0tc (kN.m) Qx0tc(kN) Qy0tc(kN) 480,49 57,6 36,8 27,2 31,55 Lực dọc tiêu chuẩn đáy khối móng quy ước (bằng lực dọc tiêu chuẩn đỉnh đài (N0tc )cộng thêm trọng lượng khối móng quy ước): Ntc = N0tc + Gm = 480,49 + 6506,03 = 6986,52 (KN) N0tc SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 223 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương TÍNH TOÁN MÓNG KHOAN NHỒI Mômen tiêu chuẩn trục x đáy khối móng quy ước (bằng momen tiêu chuẩn đỉnh đài Mx0tc cộng thêm phần mômen lực ngang Qy tác dụng đỉnh đài gaây ra): Mxtc = Mxotc + QyotcHm = 57,6 + 31,55 x 30,9 = 1032,5 (KNm) Mômen tiêu chuẩn trục y đáy khối móng quy ước (bằng momen tiêu chuẩn đỉnh đài My0tc cộng thêm phần mômen lực ngang Qx tác dụng đỉnh đài gaây ra): Mytc = My0tc + Qx0tcHm = 36,8 + 27,2 x 30,9 = 877,28 (KNm) Độ lệch tâm theo phương: eL  ex  eB  e y  M xtc 1032,5   0,147 (m) tc N 6986,52 M tcy N tc  877,28  0,125 (m) 6986,52 8.7.4 Kiểm tra móng cọc theo điều kiện biến dạng 8.7.4.1 p lực tiêu chuẩn đáy khối móng quy ước: Tại đáy khối móng quy ước (tại mũi cọc), áp lực tính theo công thức: tcmax,min = N tc Am  6e L 6e B  6986,52   0,147  0,125  1      1   Lm Bm  16,65  4,08 4,08   - Áp lực lớn nhất: tcmax = 587,45 KN/m2 - Áp lực nhỏ nhất: tcmin = 406,04 KN/m2 - Áp lực trung bình: tctb = 496,74 KN/m2 - Cường độ tính đất đáy khối móng quy ước: Công thức : Rm = m1m2 (1,1ABm +BHm’ + Dc) K tc Trong đó: Ktc : (hệ số độ tin cậy lấy = tiêu lý đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đất); m1, m2 : hệ số phụ thuộc tính chất đất tính chất kết cấu công trình tra bảng 6.2 (tài liệu Nền móng tầng hầm nhà cao tầng - GS TSKH Nguyễn Văn Quảng) m1 = 1,2; m2 = 1,1; Lớp đất móng khối quy ước có  = 26.228o tra bảng 6.1 ta có: A= 0,1854; B = 4,434; D = 6,955 SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 224 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương TÍNH TOÁN MÓNG KHOAN NHỒI c = 13,10 kN/m2;  : Dung trọng đất bên mũi cọc  = 20,2 kN/m3 ’ : Dung trọng trung bình đất từ đáy móng khối qui ước trở lên; '  20,2  3,9  19,48 13  15,13  14  17,6(kN/m3); 3,9  13  14 Thay số ta được: Rm = 1,  1,1 (1,1x0,1854x4,08x20,2 + 4,434x30,9x17,6 + 6,955x13,1) Rm = 3325,48 (kN/m2); Điều kiện áp lực đáy khối móng quy ước là: tcmax < 1,2Rm tctb < Rm tcmax = 587,45 KN/m2 < 1,2Rm = 1,2x3325,48 = 3990,57 KN/m2 tctb = 496,74 KN/m2 < Rm =3325,48 kN/m2 Như điều kiện thỏa mãn nên tính toán độ lún (tức khối móng quy ước) theo quan niệm biến dạng đàn hồi tuyến tính 8.7.4.2 Kiểm tra độ lún nền: Kiểm tra thỏa mãn điều kiện biến dạng: S  Sgh; S  Sgh S – độ lún tuyệt đối lớn móng; Sgh – độ lún tuyệt đối cho phép, nhà khung bêtông cốt thép Sgh = 8cm S – độ lún tương đối độ lún tuyệt đối tính theo phương pháp cộng lún lớp phân tố Khi đất có chiều dầy lớn coi nửa không gian biến dạng tuyến tính, giới hạn lấy đến độ sâu mà ứng suất gây lún không lớn 20% ứng suất thân: gl < 0,2bt Tính ứng suất thân theo công thức: btz =  ihi Trong i lớp đất mực nước ngầm dung trọng đẩy - Ứng suất thân đáy lớp (cốt -17m): dn = 9,104 KN/m3; h = 14 m; bt2 = 9,104 x 14 = 127,5 (kPa) - Ứng suất thân đáy lớp (cốt -30m): dn = 13,85 KN/m3; h = 13 m; SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 225 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương TÍNH TOÁN MÓNG KHOAN NHỒI bt3 = 127,5 + (13,85 x 13) = 307,5 (kPa) - Ứng suất thân đáy khối móng quy ước (cốt -33,9m): dn = 15,864 KN/m3; h = 3,9 m; bt = 307,5 + (15,864 x 3,9) = 369,36 (kPa) Độ lún tuyệt đối S tính theo công thức: - Dùng phương pháp cộng lún lớp: S = Si ; Si  i Ei  zigl hi i - hệ số kể đến nở hông, lấy i = 0,8 Ei – Môđun tổng biến dạng lớp đất thứ i Mỗi lớp dầy hi phải đồng thỏa mãn điều kiện hi < Bm/4 glzi - Ứng suất gây lún lớp đất phân tố thứ i: glzi = K0ziglz=0 K0zi – hệ số phân bố ứng suất, tra bảng ứng với 2z/B tỷ số : L (bảng 3-7 B Hướng dẫn đồ án móng – GS TS Nguyễn Văn Quảng) Ứng suất gây lún đáy móng khối qui ước:  gl z=0 = tbtc - bt = 496,74– 369,36 = 127,38 (kPa) Chia đất khối móng quy ước thành lớp có chiều dầy: Bm 4,08 = 1,02 m  4 -Ứng suất thân độ sâu 1m đáy khối móng quy ước: bt1,0= 369,36 + (15,864 x 1) = 385,22 (kPa) -Ứng suất thân độ sâu 2m đáy khối móng quy ước: bt2.0= 385,22 + (15,864 x 1) = 401,08 (kPa) SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 226 Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương TÍNH TOÁN MÓNG KHOAN NHỒI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Mặt nề n tầng MĐTN Mặt tầng hầm 50 30900 1500 1500 1200 SƠ ĐỒ TÍNH LUÙN 369,36 bt (kPa) 127,38 385,22 117,19 401,08 90,43 63,69 416,95 gl (kPa) Vị trí ngừng tính lún Bảng 8.23: Bảng xác định ứng suất gây lún Điểm Độ sâu z (m) 0 3 SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG Lm/Bm 2z/Bm K0 1.00 1.00 1.00 1.00 0.92 0.71 0.5 0.49 0.98 1.47 MSSV: 09B1040088 Ứng suất Ứng suất gây lún thân бzigl бzibt (kPa) (kPa) 127.38 117.19 90.43 63.69 369.36 385.22 401.08 416.95 227 Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương TÍNH TOÁN MÓNG KHOAN NHỒI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Chiều sâu chịu nén cực hạn móng kết thúc độ sâu có gl < 0,2tcbt Ở độ sâu 3,0 m đáy móng khối quy ước có: gl = 63,69 kPa < 0,2bt = 0,2 x 416,95= 83,39 kPa Độ lún nền: Si  0,8  127,38  117,19 117,19  90,43 90,43  63,69       1,0 17866  2  Si = 0,0135 m = 1,35 cm < Sgh = cm Như độ lún dự báo móng thỏa mãn điều kiện cho phép 8.7.4.3 Tính toán cọc chịu tải trọng ngang: a Xác định tải trọng tác dụng lên đầu cọc: Tải trọng ngang tác dụng lên đầu cọc gồm lực cắt Qx Qy xác định bảng 8.10 Lực ngang: Qtty = 31,55 KN H Q ytt n  31,55  31,55 (KN) Liên kết cọc đài liên kết ngàm b Kiểm tra chuyển vị ngang góc xoay đầu cọc Tính toán cọc chịu tải trọng ngang (theo biến dạng) nhằm kiểm tra điều kiện sau đây:  n  S gh    gh đó:  n , S gh , gh - chuyển vị ngang (m) góc xoay (rad) đầu cọc, xác định theo tính toán; - giá trị giới hạn cho phép chuyển vị ngang (m) góc xoay (rad) đầu cọc, qui định nhiệm vụ thiết kế nhà công trình Tính toán chuyển vị ngang cọc  n (m) góc xoay  (rad) đầu cọc theo công thức sau: n = y0 + 0l0 + Hl o Ml o2  3E b I E b I Hl o Ml  = o +  Eb I Eb I đó: y0 – chuyển vị ngang tiết diện cọc mức đáy đài; y0 = HoHH + MoHM Ψ0 – góc xoay tiết diện cọc mức đáy đài; Ψ0 = HoMH + MoMM SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 228 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương TÍNH TOÁN MÓNG KHOAN NHỒI H, M – giá trị tính toán lực cắt momen uốn đầu cọc; l0 – chiều dài đoạn cọc từ đáy đài đến mặt đất, xây dựng dân dụng l0 = 0; H0 – giá trị lực cắt đầu cọc, H0 = H M0 – giá trị momen đầu cọc, M0 = Mng (vì l0 = 0); Mng – giá trị momen ngàm vị trí cọc đài;  M ng  MH H  MM HH – chuyển vị ngang tiết diện (m/T) lực Ho = 1; HM – chuyển vị ngang tiết diện (1/T) moment Mo =1; MH – góc xoay tiết diện (1/T) lực Ho = 1; MM – góc xoay tiết diện (1/(T.m)) moment M0 = 1; Tất xác định theo công thức sau: AO α Eb I  δ HM  BO αbd Eb I  CO α bd Eb I δ HH  δ MH δ MM bd A0, B0, C0 – hệ số không thứ nguyên, lấy theo Bảng G2-TCXD205-1998 với Le: chiều sâu tính đổi phần cọc đất, Le = αbdL; L: chiều sâu mũi cọc tính từ đáy đài Hệ số Cz = Kz Trong đó: K – hệ số tỷ lệ (T/m4) lấy theo bảng G1 - TCXD 205:1998; z – độ sâu vị trí tiết diện cọc kể từ đáy đài (m) Chiều dài ảnh hưởng: lah = 2(d + 1) = 2(0,8 + 1) = 3,6 (m) - Chiều dài ảnh hưởng nằm lớp đất thứ lớp đất Bùn sét, Có IL= 0,82 Tra bảng G1 - TCXD 205 1998 ta hệ số tỷ lệ là: K = 920 (kN/m4) αbd – hệ số biến dạng, xác định theo công thức:  bd  Kbc Eb I bc – chiều rộng qui ước cọc, xác định sau: Khi d ≥ 0.8m b c = d + 1m; Khi d< 0.8m bc = 1.5d + 0.5m Suy ra: d = 0,8m bc = 0,8 + = 1,8m Eb – mun đàn hồi bêtông cọc, Eb = 30x106 KN/m2 (B25); I – momen quán tính tiết diện ngang cọc SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 229 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN I d4 64  Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương TÍNH TOÁN MÓNG KHOAN NHỒI 3.14 x0,84 = 2,0106.10-2 ( m4) 64 Áp dụng tính toán: Độ cứng tiết diện ngang cọc: EbI = 300 105 2,0106 10-2 =603185,8 (KN.m2) Hệ số biến dạng: Kbc 920  1,8 bd = 5  = 0,307 (m-1) Eb I 603185,8 Chiều sâu tính đổi phần cọc ñaát: Le = bdL = 0,307 30 = 9,22 Tra baûng  Ao=2,441; Bo=1,621; Co=1,751 Suy ra: 1 Ao  2,441  1,39.10-4 (m/KN) HH = 3  bd Eb I 0,307  603185,8 MH = HM = MM = 1 Bo  1,621  2,84.10-5 (1/KN)  Eb I 0,307  603185,8 bd 1 Co  1,751  9,44.10-6 (1/KNm)  bd Eb I 0,307  603185,8 Các chuyển vị ngang ứng lực đơn vị gây đáy đài: Vì đầu cọc bị ngàm cứng vào đài tác dụng lực ngang, đầu cọc có xuất moment gọi moment ngàm:  M ng  MH H o  MM Với H0 = H = 31,55 KN; 2,84.10 5 Mng =  31,55 = 94,92 (KNm); 9,44.10 6 - Chuyển vị ngang yo(m) cao trình đáy ñaøi y0 = H0HH + MngHM = 31,55x1,39.10-4 + 94,92x2,84x10-5 = 0,0071 (m ) - Chuyển vị cọc cao trình đặt lực ngang H H f L30 M f L0  n  y  ψ L0   3E b I Eb I Vì L0 = suy  n  y0 =0,0071 (m) = 0,71 (cm) n< Sgh = (cm) Vaäy cọc thỏa mãn điều kiện chuyển vị ngang đầu cọc Do cọc ngàm vào đài nên góc xoay đầu cọc Ψ = c Mômen uốn Mz(kNm) tiết diện cọc: SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 230 Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương TÍNH TOÁN MÓNG KHOAN NHỒI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Mz = bd2EbIyoA3 - bdEbI oB3 + MfC3 + - Chiều sâu tính đổi: z Hf  bd D3 ze = bdz Bảng 8.24: Mômen uốn Mz dọc thân cọc Ze A3 B3 C3 D3 MZ ( kNm ) 0.00 0.000 0.000 1.000 0.000 94.92 0.33 0.10 0.000 0.000 1.000 0.100 105.20 0.65 0.20 -0.001 0.000 1.000 0.200 115.07 0.98 0.30 -0.005 -0.001 1.000 0.300 124.06 1.3 0.40 -0.011 -0.002 1.000 0.400 132.25 1.63 0.50 -0.021 -0.005 0.999 0.500 139.39 1.95 0.60 -0.036 -0.011 0.998 0.600 145.51 2.28 0.70 -0.057 -0.020 0.996 0.699 150.01 2.61 0.80 -0.085 -0.034 0.992 0.799 153.25 2.93 0.90 -0.121 -0.055 0.985 0.897 155.09 3.26 1.00 -0.167 -0.083 0.975 0.994 154.84 3.58 1.10 -0.222 -0.122 0.960 1.090 154.02 3.91 1.20 -0.287 -0.173 0.938 1.183 152.18 4.23 1.30 -0.365 -0.238 0.907 1.273 148.57 4.56 1.40 -0.455 -0.319 0.866 1.358 143.97 4.89 1.50 -0.559 -0.420 0.803 1.437 137.65 5.21 1.60 -0.676 -0.543 0.739 1.507 132.36 5.54 1.70 -0.808 -0.691 0.646 1.566 125.43 5.86 1.80 -0.956 -0.867 0.530 1.612 117.81 6.19 1.90 -1.118 -1.074 0.385 1.640 110.23 6.51 2.00 -1.295 -1.314 0.207 1.646 102.15 7.17 2.20 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 85.30 7.82 2.40 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 69.17 8.47 2.60 -2.621 -3.600 -1.877 0.917 52.82 9.12 2.80 -3.103 -4.718 -3.108 0.197 38.44 9.77 3.00 -3.541 -6.000 -4.688 -0.891 25.29 11.4 3.50 -3.919 -9.544 -10.340 -5.854 2.27 13.03 4.00 -1.614 -11.731 -17.919 -15.076 -8.73 Môment uốn lớn cọc: Mmax = 155,09 (KN.m) Tại độ sâu z = -13.03m tính từ đáy đài, Moment uốn tải trọng ngang = SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 231 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương TÍNH TOÁN MÓNG KHOAN NHỒI d Tính thép: Ta có giá trị monent Mmax cọc chịu tải trọng ngang : Mmax=155,09 KNm Ta tính đổi tiết diện hình tròn tiết diện hình vuông để tính cốt thép cho cọc nhồi chịu tải trọng ngang: d2/4 = b2 Suy ra: b=  d/2=  80/2 = 70,88 (cm) Choïn a = cm; h0 = 70,88 - = 65,88 cm; Diện tích cốt thép: As  M 155,09  10   9,34(cm2) Rsho 280  0,9  65,88 Tổng diện tích cốt thép cọc As =  9,34 =18,68 cm2; mà diện tích cốt thép cọc ta chọn As = 32,176 cm2 > 18,68 cm2 (thoả) Vậy cốt thép dọc cọc đủ chịu moment uốn cọc tải ngang gây Xác định vị trí cắt thép: - Mz tắt z=13,03m, để dự trữ an toàn ta cộng thêm 3,0m Vậy ta cắt thép vị trí Hcắt=16,03m - Theo cấu tạo: cắt thép 2/3lcọc=2/3x30=20m - So sánh trường hợp ta cắt ½ thép 20m kể từ đáy đài,1/3lcọc lại ta kéo ½ thép xuống mũi cọc 8.7.5 Cấu tạo tính toán đài cọc: 8.7.5.1 Cấu tạo: Đài cọc bêtông cốt thép, bêtông cấp độ bền B25, cốt thép nhóm C-II Đài cọc cao 0,9m, cọc cắm vào đài 0,2 m; râu thép cọc cắm vào đài đoạn  30, chọn 600mm Với chiều cao đài cọc vậy, tháp chọc thủng 450 từ chân cột trùm cọc nên không cần phải kiểm tra điều kiện chọc thủng SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 232 Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương TÍNH TOÁN MÓNG KHOAN NHỒI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN 450 200 800 45° 45° 100 100 900 200 800 600 600 1200 Hình 8.14: Tháp xuyên thủng 8.7.5.2 Tính cốt thép đài cọc: 200 1200 400 450 200 600 450 1200 400 600 800 1200 - Cốt thép theo phương moment tác dụng, chọn thép theo cấu tạo 16 a 200mm 8.8 BỐ TRÍ CỐT THÉP MÓNG CỌC KHOAN NHỒI: Cốt thép móng cọc khoan nhồi bố trí vẽ KC 08/09, KC 09/09 SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 233 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương TÍNH TOÁN MÓNG KHOAN NHỒI 8.9 KẾT LUẬN: Phương án móng cọc ép sử dụng rộng rãi xây dựng nhà cao tầng Ưu điểm phương án dễ thi công, giá thành rẻ kiểm tra chất lượng cọc, phát huy sức kháng bên sức kháng mũi cọc Tuy nhiên, sức chịu tải cọc ép thường không lớn, với tải trọng công trình lớn phải sử dụng nhiều cọc gây khó khăn cho thi công, bên cạnh để ép cọc đến độ sâu lớn khó, dễ bị chối cọc hỏng cọc hạn chế thiết bị ép Vì cọc có chiều dài hạn chế nên muốn ép cọc đến độ sâu thiết kế cần phải nối cọc, làm giảm sức chịu tải cọc Vậy phương án không phù hợp cho công trình Về phương án móng cọc khoan nhồi loại cọc có ưu điểm sau đây: - Sức chịu tải cọc đơn lớn, đạt hàng nghìn chôn độ sâu lớn; - Cọc khoan nhồi xuyên qua tầng đất cứng độ sâu lớn; - Số lượng cọc cho móng - Không gây tiếng ồn đáng kể thi công đóng cọc; - Phương pháp thi công cọc khoan nên không gây chấn động cho công trình lân cận Mặc dù cọc khoan nhồi có vài nhược điểm thi công cọc dễ bị sập thành hố khoan, chất lượng bêtông cọc không cao không đầm v…v… so với nhược điểm hai loại cọc kể nhược điểm khắc phục Dựa vào phân tích ưu nhược điểm phương án móng trên, nên chọn phương án móng cọc khoan nhồi cho công trình SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 234 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát–Bình Dương TÀI LIỆU THAM KHAÛO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] TCVN 2737 : 1995, Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn xây dựng, NXB Xây dựng Hà Nội, 2002 TCVN 5574 : 1991, Kết cấu bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây dựng Hà Nội, 1999 Phan Quang Minh, Ngô Thế Phong, Nguyễn Đình Cống, Kết cấu bê tông cốt thép - Phần cấu kiện bản, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2006 Nguyễn Đình Cống, Sàn bê tông cốt thép toàn khối , NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2003 Nguyễn Văn Hiệp, Tập giảng môn học Kết cấu bê tông cốt thép Vũ Mạnh Hùng, Sổ tay thực hành kết cấu công trình, NXB Xây dựng Hà Nội, 1999 Nguyễn Hữu Luân, Tính toán cấu kiện bê tông cốt thép Nguyễn Đình Cống, Tính toán tiết diện cột bê tôn g cốt thép Võ Bá Tầm, Kết cấu bê tông cốt thép (các cấu kiện đặc biệt), NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2005 TCXD 205 : 1998, Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây dựng Nguyễn Văn Quảng, Nguyễn Hữu Kháng, Hướng dẫn đồ án Nền Móng, NXB Xây dựng Hà Nội, 2008 Nguyễn Văn Quảng, Nền móng tầng hầm nhà cao tầng, NXB Xây dựng Hà Nội, 2008 Nguyễn Đình Tiến , Bài giảng Nền móng, NXB Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, 2004 Nguyễn Đình Tiến , Ví dụ đổ án Nền móng, NXB Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, 2006 Châu Ngọc Ẩn, Hướng dẫn đồ án móng, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, 2005 SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 235 ... VĂN LẬN Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát? ? ?Bình Dương Hình 5.4: Khung trục SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát? ? ?Bình Dương. .. VĂN LẬN Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát? ? ?Bình Dương BIỂU ĐỒ BAO MOMENT SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát? ? ?Bình Dương BIỂU... KHÓA 2009 GVHD: TS TÔ VĂN LẬN Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát? ? ?Bình Dương BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT SVTH: TRẦN THẾ PHƯƠNG MSSV: 09B1040088 11 Cao ốc Nam Hưng – Bến Cát? ? ?Bình Dương ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA