thiết kế nhà ở cao cấp nguyễn công trứ q1 TPHCM

Thiết kế : KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG PHẦN I KIẾN TRÚC GVHD:ThS NGUYỄN VĂN GIANG SVTH:TRẦN TRUNG NGHĨA -1- LỚP:05DXD1 Thiết kế : KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG GIỚI THIỆU SƠ LƯC VỀ CÔNG TRÌNH  I SỰ CẦN THIẾT VỀ ĐẦU TƯ XÂY DỰNG Hiện song song với phát triển giới, Việt Nam có bước phát triển đáng kể, sở hạ tầng ngày mở rộng Ngành xây dựng vươn lên mặt để đáp ứng nhu cầu xây dựng ngành , địa phương … Cùng với phát triển đất nước , việc xây dựng phát triển đô thị nhu cầu cấp thiết Với vị trí địa lý thuận lợi cho phát triển , Việt nam hoà nhập với phát triển chung giới Cụ thể Thành phố Hồ Chí Minh, trung tâm văn hoá-khoa học –kỹ thuật, nơi tập trung nhiều dân cư nước.Vì việc đời khu nhà cao cấp cần thiết,cụ thể khu nhà cao cấp Nguyễn Công Trứ nhằm đáp ứng nhu cầu nhà cho người dân 1800 6000 4500 7700 4500 4500 6000 1800 33200 3' MẶT ĐỨNG CHÍNH HƯỚNG ĐÔNG TL:1/100 SVTH:TRẦN TRUNG NGHĨA -2- LỚP:05DXD1 Thiết kế : KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG II ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH Qui mô công trình - Tên công trình : KHU NHÀ Ở CAO CẤP NGUYỄN CÔNG TRỨ -Địa điểm : Quận ,Thành phố Hồ Chí Minh - Công trình gồm :10 tầng lầu tầng mái Vài nét khí hậu - Khí hậu Thành phố Hồ Chí Minh chia làm mùa rõ rệt : Mùa mưa : từ tháng đến tháng 11 Mùa khô : từ tháng 12 đến tháng - Nhiệt độ: Cao : 37oC Thấp : 20oC Trung bình : 24-28oC - Lượng mưa : Cao :638 mm Thấp :31mm Trung bình : 247.4mm - Độ ẩm tương đối: Cao :100% Thấp : 79% Trung bình :84.4% - Lượng bốc : Cao :49mm/ngày Thấp :5.6 mm/ngày Trung bình :28 mm/ngày - Bức xạ mặt trời: Tổng xạ mặt trời: Lớn :3687,8 cal/năm Nhỏ :1324,8 cal/năm Trung bình : 3445cal/năm - Hướng gió: + Hướng gió Tây Nam Đông Nam với tốc độ trung bình 2,15 m/s thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng 5-11 + Sương mù: số ngày có sương mù năm từ 10-15 ngày, tháng có nhiều sương mù tháng 10, 11 SVTH:TRẦN TRUNG NGHĨA -3- LỚP:05DXD1 Thiết kế : KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG III GIẢI PHÁP MẶT BẰNG VÀ PHÂN KHU CHỨC NĂNG Công trình gồm 11 tầng, chức tầng sau: - Tầng 1: gồm thang máy , thang , phòng kỹ thuật ,khu vệ sinh , trạm điện,hệ thống biến điện dùng cho toàn công trình từ nguồn điện thành phố -Tầng ->10 : hộ chung cư IV GIẢI PHÁP GIAO THÔNG TRONG CÔNG TRÌNH - Luồng giao thông đứng: ba thang máy phục vụ cho việc lại việc vận chuyển hàng hóa lên xuống - - Luồng giao thông ngang : sử dụng giải pháp hành lang bên nối liền giao thông đứng dẫn đến hộ V CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC Hệ thống điện Điện dẫn từ mạng lưới điện địa phương đến công trình,có bố trí trạm biến để đảm bảo hiệu điện sử dụng cao điểm Ngoài sử dụng nguồn điện dự phòng để bảo đảm việc cung cấp điện có cố Phòng cháy chữa cháy Vì nơi tập trung người nhà cao tầng nên việc phòng cháy chữa cháy quan trọng Công trình trang bị hệ thống báo cháy tự động phận cảm nhận khói nhiệt tầng Các miệng báo khói nhiệt tự động bố trí hợp lý theo khu vực Ngoài cầu thang tầng đặt hệ thóng chữa cháy nội dùng bình khí CO2 kết hợp dùng vòi phun nước áp lực cao đặt tầng Hệ thống cấp thoát nước Nguồn nước sử dụng hàng ngày nguồn nước thành phố cung cấp , dẫn vào bể nước ngầm bơm lên hồ nước mái Sau qua hệ thống lọc riêng đưa vào sử dụng Thoát nước mưa từ mái theo ống nước xuống rãnh chung công trình vào hệ thống ga thu nước Đường ống thoát nước đặt ngầm đất Tất ống hộp kỹ thuật có chỗ kiểm tra sửa chữa có cố Ánh sáng thông thoáng Các phòng công trình chủ yếu chiếu sáng tự nhiên kết hợp với nhân tạo VI NHỮNG HỆ THỐNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT LIÊN QUAN - Sân bãi, đường bộ: xử lý giới theo tiêu chuẩn kỹ thuật đổ bêtông cốt thép - Vỉa hè: lát gạch theo hệ thống vỉa hè chung cho toàn khu - Vườn hoa, xanh, hồ nước: trồng che nắng gió, tạo khoảng xanh tô điểm cho công trình khu vực SVTH:TRẦN TRUNG NGHĨA -4- LỚP:05DXD1 Thiết kế : KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG PHẦN II KẾT CẤU Khối lượng (50%) GVHD:ThS NGUYỄN VĂN GIANG SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -5- LỚP : 05DXD1 Thiết kế : KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG CHƯƠNG I GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ CHỊU LỰC CỦA CÔNG TRÌNH  SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -6- LỚP : 05DXD1 Thiết kế : KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG I.1 SƠ BỘ CHỌN KÍCH THƯỚC CÔNG TRÌNH KHU NHÀ Ở CAO CẤP: - Do mặt công trình có kích thước 34,8m x 35m nên ta chia làm phần khe giản nở (khe chống lún,khe nhiệt) +Có 08 trục chữ có kích thước trục B-Cvà F-G rộng 7m,trục A-B rộng 3m.trục CD,G-H rộng 4m, trục D-E rộng 2m , trục E-F rộng 5m +Có trục số từ đến có kích thước :trục 2-3,3-3’,3’-4,4-5,5-6 có chiều dài 4.5m trục lại có chiều dài 6m - Nhà có chiều cao 39m tính từ măt sàn tầng có10 tầng lầu : +Tầng có chiều cao 4m +Tầng đến tầng 10 có chiều cao mổi tầng 3.5m +Tầng mái có chiều cao 3.5m -Tường xây để bảo vệ che nắng mưa, gió cho công trình.Vách bao che tường 20 xây gạch ống, vách ngăn phòng tường 10 xây gạch ống -Do mặt lớn nên ta chọn tầng sàn điển hình tầng có kích thước 33.2x28m có trục số từ đến trục chữ từ A đến H để tính toán I.2 CHỌN LOẠI VẬT LIỆU: (Theo TCXDVN 356-2005 bảng13,17,21,28 ) Chọn bê tông B20 (mác 250) : Rb = 115 daN/cm2; Rbt= daN/cm2; E =2.7x105 daN/cm2 Theùp CI : Rs = 2250 daN/cm2 ; Rsw= 1750 daN/cm2; E = 2.1x106 daN/cm2 Theùp CII :Ra = 2800 daN/cm2 ;Rsw= 2250 daN/cm2; E = 2.1x106 daN/cm2 I.3 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CƠ BẢN CỦA NHÀ NHIỀU TẦNG - Đối với nhà nhiều tầng, trọng lượng thân hoạt tải tác dụng lên sàn lớn diện tích mặt nhỏ nên cần có giải pháp móng thích hợp, vùng đất yếu Việt Nam thường phải dùng phương pháp móng sâu để chịu tải tốt nhất, cụ thể móng cọc - Nhà nhiều tầng có chiều cao lớn nên chịu ảnh hưởng gió lớn Khi chiều cao nhà 40 m phải tính đến gió động Bên cạnh cần phải lưu ý đến lực động đất có lực động đất tác hại xảy cho người sử dụng lớn thiết kế không lưu ý đến biện pháp kháng chấn - Hạn chế chuyển vị ngang công trình cao tầng vấn đề quan trọng Cùng với gia tăng chiều cao , chuyển vị ngang công trình tăng lên nhanh chóng Nếu chuyển vị ngang côn g trình lớn làm tăng giá trị nội lực, làm cho tường ngăn phận trang trí bị hư hỏng, gây cho người sống nhà cảm giác khó chịu hỏang sợ Bởi vậy, kết cấu nhà cao tầng đảm bảo đủ cường độ chịu lực mà phải đủ độ cứng để hạn chế chuyển vị ngang không vượt giá trị giới hạn cho phép - Việc chọn kích thước hình học nhà (H, B, L) cần xem xét cách nghiêm túc ảnh hưởng đến độ bền, tính chống lật, độ ổn định công trình - Để giảm dao động không phân bố độ cứng hợp lý theo chiều cao mà cần tìm cách giảm khối lượng tập trung tham gia vào dao động công trình SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -7- LỚP : 05DXD1 Thiết kế : KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG - Nhà nhiều tầng thường có điều kiện thi công phức tạp (mặt bé, hướng thi công chủ yếu theo chiều cao) Do trình thi công phải nghiêm ngặt phải có độ xác cao so với công trình bình thường khác - Các yêu cầu cần thiết cho người sử dụng công trình vệ sinh môi trường, thông gió, cấp thoát nước, giao thông công trình, ảnh hưởng cao độ đến sức khỏe tâm lý người cần kể đến thiết kế -Từ đặc điểm trên, tính toán thiết kế công trình, đặc biệt công trình nhà cao tầng việc phân tích lựa chọn kết cấu hợp lý cho công trình đóng vai trò vô quan trọng , ảnh hưởng đến độ bền, độ ổn định công trình, mà định đến giá thành công trình I.4 HỆ CHỊU LỰC CHÍNH CỦA NHÀ CAO TẦNG Ta xem xét số hệ chịu lực thường dùng cho nhà cao tầng sau đây: I.4.1 Hệ khung chịu lực Hệ khung chịu lực bao gồm hệ thống cột dầm vừa chịu tải trọng đứng vừa chịu tải trọng ngang Cột dầm hệ khung liên kết với nút khung, quan niệm nút cứng Hệ kết cấu khung sử dụng hiệu cho công trình có yêu cầu không gian lớn, bố trí nội thất linh hoạt, phù hợp với nhiều loại công trình Khi chịu tải trọng ngang, chuyển vị ngang công trình tương đối lớn.Yếu điểm kết cấu khung khả chịu cắt theo phương ngang Chiều cao nhà thích hợp cho kết cấu khung bêtông cốt thép không 20 tầng Công trình khu nhà Nguyễn Công Trứ có số tầng tầng mái + 10 tầng lầu nên ta sừ dụng phương án I.4.2 Hệ tường chịu lực Hệ tường chịu lực hệ thống tường vừa làm nhiệm vụ chịu tải trọng đứng vừa hệ thống chịu tải trọng ngang đồng thời làm nhiệm vụ vách ngăn phòng Đây loại kết cấu quen thuộc nhà thấp tầng, tường chủ yếu xây gạch có khả chịu uốn chịu cắt kém, nhà cao tầng tường làm bêtông cốt thép có khả chịu uốn chịu cắt tốt nên chúng gọi vách cứng Các hệ kết cấu tường chịu lực nhà cao tầng thường tổ hợp tường phẳng Các tường phẳng bố trí theo phương khác Trong nhà hình chữ nhật, tường phẳng bố trí theo phương ngang nhà-gọi tường ngang, theo phương dọc-gọi tường dọc Trong nhà cao tầng tải trọng ngang tác dụng lớn, kết cấu chịu lực công trình tường chịu lực việc thiết kế tường chịu lực phải bao gồm chịu tải trọng ngang lẫn tải trọng đứng Nếu dùng toàn tường để chịu tải trọng ngang tải trọng đứng có hạn chế sau đây: - Hao tốn vật liệu; - Độ cứng công trình lớn, không cần thiết; - Khó thay đổi công sử dụng có yêu cầu; SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -8- LỚP : 05DXD1 Thiết kế : KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG - Tiết diện lớn, thô, tính thẫm mỹ I.4.3 Hệ khung kết hợp tường chịu lực Đây hệ kết cấu hỗn hợp gồm khung tường chịu lực Hai loại kết cấu liên kết với thông qua dầm sàn cứng tạo thành hệ kết cấu không gian chịu lực a Sơ đồ giằng Trong sơ đồ này, liên kết cột dầm khớp Ở sơ đồ này, khung chịu phần tải trọng thẳng đứng tương ứng với diện tích truyền tải đến nó, tải trọng ngang phần tải trọng thẳng đứng tường chịulực ( vách cứng) chịu b Sơ đồ khung – giằng Trong sơ đồ này, cột liên kết cứng với dầm Ở sơ đồ này, khung tham gia chịu tải trọng đứng tải trọng ngang với tường Sàn cứng kết cấu truyền lực quan trọng nhà cao tầng kiểu khung - giằng Để đảm bảo ổn định tổng thể hệ thống cột, khung truyền tải trọng ngang khác sang hệ vách cứng, sàn phải thường xuyên làm việc mặt phẳng nằm ngang Sàn cứng chịu tải trọng tác động ngang gió truyền từ tường vào sàn truyền sang hệ vách cứùng, lõi cứng truyền xuống móng Sàn cứng có khả phân phối lại nội lực hệ vách cứng có tiết diện thay đổi chịu tác động loại tải trọng khác nhiệt độ động đất I.5 SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN Qua xem xét, phân tích hệ chịu lực nêu dựa vào đặc điểm công trình giải pháp kiến trúc ta có số nhận định sau để chọn hệ kết cấu chịu lực cho công trình khu nhà cao cấp Nguyễn Công Trứ : - Nếu chọn hệ có kết cấu tường chịu tải trọng ngang tải trọng đứng độ cứng công trình cao, chuyển vị đỉnh công trình nhỏ thực không cần thiết Nó gây hao tốn vật liệu, tính kinh tế, không phù hợp với điều kiện kinh tế nước ta Do đó, hệ kết cấu không thích hợp cho công trình thiết kế - Công trình có chiều cao nhỏ 40m (39 m) diện tích mặt nhỏ Tải trọng ngang tác động vào công trình không lớn, nên sử dụng hệ khung để chịu tải trọng ngang lẫn tải trọng đứng phù hợp với công trình khu nhà cao cấp Nguyễn Công Trứ  Kết luận Hệ chịu lực công trình hệ gồm có sàn sườn khung SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -9- LỚP : 05DXD1 Thiết Kế:KHU NHÀ ÔÛ CAO CAÁP GVHD:Th S NGUYỄN VĂN GIANG CHƯƠNG II TÍNH TỐN HỆ CHỊU LỰC SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH ( TẦNG TỪ TRỤC A-H/1-8) SVTH: TRAÀN TRUNG NGHĨA Tr.10 Lớp: 05DXD1 Thiết kế: KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG Bảng BT-4.0- Bảng ứng suất TLBT & ứng suất gây lún Lớp đất Cát hạt trung Điểm Z (m) 1.6 3.2 4.8 6.4 9.6 11.2 12.8 Lqu Bqu 2Z Bqu Ko 1 1 1 1 0.39 0.78 1.17 1.56 1.95 2.34 2.73 3.12 0,975 0,765 0.562 0,405 0.298 0.224 0.173 0.168  Zigl  K o obt (KN/m2) 464.16 452.5 355.08 260.85 187.98 138.3 103.97 80.3 78  Zibt   hi II (KN/m2) 353.34 368.06 382.78 397.5 412.22 426.94 441.66 456.38 471.1 Giới hạn lấy đến điểm 14 có độ sâu Z = 7m kể từ vị trí mũi cọc trở xuống Ta có : glZi = 80.3 (KN/m2 ) < 0.2btZi = 0.2  456.38 = 91.3 (KN/m2)  Nên giới hạn để tính lún lấy điểm Độ lún nền: + Độ lún tâm móng tính theo cơng thức: S= 0 E gl zi h i Trong : - E =35000 kN/m2 : Modul biến dạng lớp đất thứ - Theo TCVN 15-70 :  i  0,8 cho loại đất SA= 0.8 1.6  464.16  452.5  355.08  260.85  187.98  138.3  103.97  80.3  35000  2  =0.064 m= 6.4cm Vậy : SA = 6.4(cm) < Sgh = (cm) => Thỏa điều kiện lún cho phép III.9.7 Kiểm tra điều kiện chọc thủng đài cọc Tháp chọc thủng hình vẽ - Chiều dài cọc ngàm vào đài : h1 = 0.1 (m) - Chiều cao đài cọc : hđ = 1.2 (m) - Chọn sơ : h0 = h đ – h = 1.2 - 0.1 = 1.1(m) SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -238- LỚP:05DXD1 Thiết kế: KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG Hình H-3.10 Sơ đồ chọc thủng cùa đài cọc Vậy tháp chọc thủng bao phủ lên đầu cọc đảm bảo điều kiện chọc thủng đài III.10 Tính tốn cốt thép cho đài cọc a.Tính theo phương ngắn : Ta xem đài cọc làm viêc consle ngàm vào cột mép cột , lực tác dụng phản lực đầu cọc - Mômen tương ứng với mặt ngàm II-II: M I   ri pi ( KNm) Với P2 = Pmin = 713.3 (KN) P1 = Pmax = 852.36 (KN) Pc = 782.75 (KN) r1 = 0.6 m Từ (3.37)=>MI = 2x(852.36)  0.6 = 1022.8 (KNm) - Diện tích cốt thép đặt cho đài cọc theo phương cạnh ngắn : Chọn a=15cm , ho = hđ – a = 120 – 15 =105(m) MI 1022.8 104  = 38.65 (cm 2) 0.9.R s h o 0.9  2800 105 Chọn 16 18 (As = 40.72 cm2) As  - Khoảng cách cốt thép bố trí a =180 (mm) SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -239- LỚP:05DXD1 Thiết kế: KHU NHÀ Ở CAO CAÁP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG 2Pmax 500 100 I 900 1400 II 700 600 3000 II 2Pc Ø60 500 1400 900 G 100 100 500 900 900 1400 500 1400 3000 I 3' N M Pmin Pmax Hình H-3.11 Vị trí ngàm đài móng b.Theo phương cạnh dài - Mômen tương ứng với mặt ngàm I-I: M II   ri pi ( kN m) Với P1 =P4= Pmax = 852.36 (KN) r1 =0.55 (m) Từ (3.37)=>MI = 2x(852.36)  0.55 = 937.6 (KNm) - Diện tích cốt thép đặt cho đài cọc theo phương cạnh dài : Chọn a=15cm , ho = hđ – a = 120 – 10 =105 (cm) As  MI 937.6 104 = 35.43 (cm 2)  0.9.R s h o 0.9  2800 105 SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -240- LỚP:05DXD1 Thiết kế: KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG Chọn 1518 (As = 38.17 cm 2) - Khoảng cách cốt thép bố trí :a=180 (mm) c.Thép lớp thép giá -Do h đ =120cm > 70cm => thép giá =30% thép chịu lực +Cốt thép theo phương X: 30% x As=30% x 40.72 = 12.21 (cm 2) Chọn 914 (As =13.85 cm2) =>Chọn S= 200 (mm) +Cốt thép theo phương cạnh Y: 30% x As=30% x 38.17 = 11.45 (cm 2) Chọn 1014 (As =15.39cm2) =>Chọn S=200 (mm) III.11.Bố trí thép thể chi tiết vẽ móng III.12 TÍNH MĨNG M3 ( CỘT ;7 ) Vì nội lực chân cột > nên ta lấy nội lực chân cột để tính tốn III.12.1 Nội lực Bảng BT-3.11 Nội lực tính tốn móng M3 N2 N7 Q2 Q7 M2 M7 (T) (T) (T) (T) (Tm) (Tm) Tiêu chuẩn 175.5 176.5 3.92 4.62 14.67 15.52 Tính tốn 201.83 203.4 4.51 5.32 16.87 17.85 Nội lực II.12.2Xác định số lượng cọc bố trí cọc - p lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài phản lực đầu cọc gây ra: Ptt = Ptk = (3d )2 1712   0.6  = 528.4 (kN/m2) - Diện tích sơ đế đài: = N tt 2034 =  4.2(m ) tt P  n tb hm 528.4  1.1 20  Với : + hm : chiều sâu chôn móng + tb = 20 (KN/m ) : Trọng lượng riêng trung bình đài đất đài - Trọng lượng đài đất đài xác định sơ sau : Nđtt = n   hm  tb (kN) =1.1  4.2   20=184.8 (KN) - Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: Ntt = Ntt0 + Nttđ =2034+184.8 =2218.8 (KN) - Số lượng cọc sơ : SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -241- LỚP:05DXD1 Thiết kế: KHU NHÀ Ở CAO CẤP nc =   GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG  N tt 1.3  2218.8  1.68 ( coïc ) = Ptk 1712 Với  =1.21.6 hệ số kể đến ảnh hưởng moment.Chọn  =1.2 Do Momen lớn chọn số cọc thức nc'  cọc Khoảng cách từ mép đài đến tim cọc ≥ 0.7d = 420 (mm) , chọn 500 (mm) II.12.3 Kiểm tra phản lực đầu cọc 1400 1400 900 900 100 500 100 500 100 500 1400 Ø60 900 700 3000 900 1400 1150 100 500 1150 G Hình H-3.12 Sơ đồ xác định lực xuống cọc - Hệ số độ tin cậy : n=1.15 - Kiểm tra điều kiện : Pmax  Ptk , Pmin > - Diện tích thực tế đài cọc : Ađ = ađ  bđ = 2.8x2.8-1.4x1.05= 6.37 (m2) - Trọng lượng thân đài đất đắp đài: N dtt = n bt hm Ađ =1.1  20   6.37= 280.28(KN) - Mơmen tính tốn xác định đến cốt đế đài : M tt  M 0tt  Q tt  h = 178.5+53.2x2= 285 (KNm) - Lực dọc tính toán xác định đến cốt đáy đài: Ntt = 2034+280.28 = 2314.28 (KN) - Tải trọng truyền xuống cọc Mx=0 ta có cơng thức sau : tt Pmax,min  = M ytt N tt  xmax nc  xi2 2314.28 285  (0.9)   0.92 SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -242- LỚP:05DXD1 Thiết kế: KHU NHÀ Ở CAO CAÁP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG tt Pmax = 850.58(KN) < Ptk = 1712 (KN) tt = 692.25 (KN) > => thỏa mản điều kiện chống nhổ Pmin =>Thỏa điều kiện (3.13) tt max Ở P  Pc  850.8  287.54  1138.4  Ptk  1712( KN ) thỏa mãn điều kiện lực max truyền xuống cọc dãy biên III.12.4 Kiểm tra ứng suất mũi cọc a Kiểm tra ổn định mũi cọc + Điều kiện ứng suất mũi cọc : tc  max ≤ 1.2 Rmtc  tb ≤ Rmtc tc  0 + Góc ma sát trung bình theo chiều dài cọc lc Bảng BT -3.12:Bảng góc ma sát trung bình  tb  Lớp đất Lớp Lớp Lớp Góc ma sát II(độ) 17o25’ o27’ 23o23’ Chiều dày lớp đất h (m) 23 10  l l i i i  17o 25' 23  o 27 '  23o 23'10 =17o58’ 21   10 Góc truyền lực   tb  17o58 '  4o 29 ' + Kích thước khối móng qui ước : Bề rộng đáy khối khối quy ước : 0.6 +2x37xtg 40 29' = 8.2(m) Lqu = L+2Htg  = 1.8+0.3+2x37xtg 409' = 8.2 (m) Bqu = B+2Htg  = 1.8+2 + Diện tích khối móng quy ước : Fqu = Lqu  Bqu =8.2x8.2=67.24(m2 ) Trong : L,B – Khoảng cách xa bên cọc xa theo phương cạnh dài phương cạnh ngắn H – Chiều dài cọc tiếp xúc với đất Chiều cao khối móng quy ước H M  39m Xác định trọng lượng khối móng quy ước phạm vi từ mũi cọc trở lên xác định theo cơng thức SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -243- LỚP:05DXD1 Thiết kế: KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG N tcm =Lm  BM h tb =8.2  8.2  39  20=52447.2(KN) Trọng lượng đất từ đế đài đến lớp sét màu xám (CL1) trừ phần cọc choán chỗ ) N tc2  (8.2  8.2  23  23  0.2826  3)  1546.52-19.5=1527 (KN) Trọng lượng đất từ lớp sét màu nâu (CL2) đến lớp đất cát bụi (SM1) trừ phần cọc choán chỗ N tc3  (8.2  8.2    0.2826  3)  269- 3.4= 265.6 (KN) Trọng lượng đất lớp đất cát bụi (SM1) trừ phần cọc choán chỗ N tc4  (8.2  8.2  10  10  0.2826  3)  672.4-8.5= 664 (KN) Trọng lượng cọc phạm vi đất cát bụi trừ phần cọc choán chỗ N tc5  0.2826  25   37  784.2( KN ) Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối móng quy ước N tc  N 0tc  N mtc  1765+52447.2 = 54212 (KN) Momen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy khối móng quy ước M tc  M 0tc  Q0tc  h  155.2  46.2  38.2  1920( KNm) MÑTN Q tcN tc tc M H=39m tb  tc N tc M0   max LxB LM x B M Hình H-3.13- Biểu đồ ứng suất SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -244- LỚP:05DXD1 Thiết kế: KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG - Độ lệch tâm : e M tc 1920   0.035(m) N tc 54212 - Áp lực tiêu chuẩn đáy khối móng quy ước tc  max,min  tc N qu  6e  54212   0.035   1   1  =  8.2  Bqu  Lqu  Lqu  8.2  8.2  = 806.2  (1  0.035) tc  max  834.4(KN / m )   778(KN / m ) - Ứng suất trung bình đáy khối móng qui ước  tctb   tcmax   tcmin 834.4  778   806.2(KN / m ) 2 - Cường độ tính tóan đất đáy khối móng qui ước RMtc  m1m2 1.1 A.Bm  II  1.1B.H M  II'  D.cII  ( kN/m )  ktc Trong : A,B,D : Các hệ số tra bảng phụ thuộc vào  đất mũi cọc ,với  ’tra bảng 6.1 sách móng tầng hầm nhà cao tầng tác giả GS.TSKH.NGUYỄN VĂN QUẢNG ta có A= 0.69 ,B=3.65 ,D=6.21  m1 ,m2: hệ số làm việc đất phụ thuộc tính chất đất tính chất kết cấu cơng trình ,tra bảng 6.2 sách móng tầng hầm nhà cao tầng tác giả GS.TSKH.NGUYỄN VĂN QUẢNG ta có m1=1.2 ,m =1.2 ktc : hệ số độ tin cậy lấy  II  9.2( KN / m3 ) :trọng lượng riêng lớp đất mũi cọc  II' : Trọng lượng thể tích trung bình lớp đất từ mũi cọc trở lên 9.8  23  4.5   9.2 10  9.06(KN/m ) 23   10 1.2 1.2 Từ (3.31) => RMtc  1.1 0.69  8.2  9.2  1.1 3.65  37  9.06   6.211.8  =1.2  (57.25+1345.9+33.53)= 1724 (KN/m2) 1.2 RMtc  2068.8 (KN/m ) >  max  834.4(KN / m )  II'  Thỏa điều kiện   778(KN / m ) >0 ( 3.21)  tctb  806.2( KN / m2 )  Rm  1724( KN / m2 ) Vậy ta tính tốn độ lún theo quan niệm biến dạng tuyến tính Trường hợp đất đất từ chân cọc trở xuống có chiều dày lớn , đáy khối quy ước có diện tích bé nên ta dùng mơ hình nửa khơng gian biến dạng tuyến tính để tính tốn SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -245- LỚP:05DXD1 Thiết kế: KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG b Kiểm tra tính lún (theo trạng thái giới hạn thứ hai) - Dùng phương pháp phân tầng cộng lún để tính lún cho móng - Ta tiến hành chia lớp đất từ đáy mũi cọc trở xuống thành lớp nhỏ hi  Bqu  8.2  1.64 ,chọn hi =1.6 m + Ứng suất thân đất đáy khối móng quy ước :  bto =  II' hM = 9.06  39 =353.34 (KN/m ) Trong :  II'  9.8  23  4.5   9.2 10  9.06(KN/m ) 23   10 + Ứng suất gây lún đáy khối móng quy ước :  gl =  tctb -  bto = 806.2– 353.34 = 452.86 (KN/m ) + Phân bố ứng suất đất : Ứng suất đất : btZi = hi  II Ứng suất tải trọng: glZi = K0   gl  Z Lqu ; B Bqu qu  Với K o  f     (3.36), tra bảng trang 150 sách “HDĐA NỀN VÀ MÓNG”  Bảng BT-3.13- Bảng ứng suất TLBT & ứng suất gây lún Lớp đất Cát hạt trung Điểm Z (m) 1.6 3.2 4.8 6.4 9.6 11.2 12.8 Lqu Bqu 2Z Bqu Ko 1 1 1 1 0.39 0.78 1.17 1.56 1.95 2.34 2.73 3.12 0,975 0,765 0.562 0,405 0.298 0.224 0.173 0.168 SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -246-  Zigl  K o obt (KN/m2) 452.86 441.5 346.4 254.5 183.4 134.9 101.4 78.3 76.08  Zibt   hi II (KN/m2) 353.34 368.06 382.78 397.5 412.22 426.94 441.66 456.38 471.1 LỚP:05DXD1 Thiết kế: KHU NHÀ Ở CAO CAÁP +-0.0 -1.8 mnn CL1 GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG Qt c C Nt c Mt c D -2m 4°29'  -23.0 -27.0 CL2 SM1 -37.00 -48.20 353.34 A B 368.06 382.78 397.5 412.22 426.94 441.66 456.38 452.86 441.5 346.4 254.5 183.4 134.9 101.4 78.3 Hình H-3.14- Biểu đồ phân bố ứng suất (KN/m2) SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -247- LỚP:05DXD1 Thiết kế: KHU NHÀ ÔÛ CAO CAÁP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG Giới hạn lấy đến điểm có độ sâu Z = 7m kể từ vị trí mũi cọc trở xuống Ta có : glZi = 76.08 (KN/m ) < 0.2btZi = 0.2  456.38 = 91.3 (KN/m2)  Nên giới hạn để tính lún lấy điểm Độ lún nền: + Độ lún tâm móng tính theo công thức: S= 0 E gl zi h i Trong : - E =35000 kN/m2 : Modul biến dạng lớp đất thứ - Theo TCVN 15-70 :  i  0,8 cho loại đất SA= 0.8 1.6  452.86  441.5  346.5  254.5  183.4  134.9  101.4  78.3  35000  2  =0.063 m= 6.3cm Vậy : SA = 6.3(cm) < Sgh = (cm) => Thỏa điều kiện lún cho phép III.12.5 Kiểm tra điều kiện chọc thủng đài cọc Tháp chọc thủng hình vẽ - Chiều dài cọc ngàm vào đài : h1 = 0.1 (m) - Chiều cao đài cọc : hđ = 1.2 (m) - Chọn sơ : h0 = h đ – h = 1.2 - 0.1 = 1.1(m) Hình H-3.14 Sơ đồ chọc thủng cùa đài cọc Vậy tháp chọc thủng bao phủ lên đầu cọc đảm bảo điều kiện chọc thủng đài SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -248- LỚP:05DXD1 Thiết kế: KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG III.12.6 Tính tốn cốt thép cho đài cọc a.Tính theo phương ngắn : Ta xem đài cọc làm viêc consle ngàm vào cột mép cột , lực tác dụng phản lực đầu cọc Ta có: P1  r1  P2  r2  r1  2r2 - Mômen tương ứng với mặt ngàm II-II: M I   ri pi ( KNm) Với P2 = Pmax = 850.58 (KN) r1 = 0.3 m Từ (3.37)=>MI = 2(850.58)  0.3 = 510.35 (KNm) - Diện tích cốt thép đặt cho đài cọc theo phương cạnh ngắn : Chọn a=10 cm , ho = hđ – a = 120 – 10 =110 (cm) As  MI 510.35  104  = 18.41 (cm 2) 0.9.R s h o 0.9  2800 110 Chọn 18 (As = 20.36 cm2) - Khoảng cách cốt thép bố trí a =180 (mm) b.Theo phương cạnh dài - Mômen tương ứng với mặt ngàm I-I: M II   ri pi ( kN m) Với P1 = Pc = 771.42 (KN) r2 = 0.8 m Từ (3.37)=>MI = 771.42  0.8 = 694.3 (KNm) - Diện tích cốt thép đặt cho đài cọc theo phương cạnh dài : Chọn a=10cm , ho = hđ – a = 120 – 10 =110 (cm) As  MI 694.3 104 = 25.04 (cm 2)  0.9.R s h o 0.9  2800 110 Chọn 1218 (As = 30.54 cm 2) - Khoảng cách cốt thép bố trí :a=200 (mm) SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -249- LỚP:05DXD1 Thiết kế: KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG Pc I II 2Pmax 1400 1400 900 900 100 500 100 500 100 500 900 1400 1150 1400 Ø60 900 600 3000 700 700 100 500 1150 I II G N M Pmin Pmax c.Thép lớp thép giá -Do h đ =120cm > 70cm => thép giá =30% thép chịu lực +Cốt thép theo phương Y: 30% x As=30% x 20.36 = 6.108 (cm 2) Chọn 614 (As =9.234 cm2) =>Chọn S=200 (mm) +Cốt thép theo phương cạnh X: 30% x As=30% x 30.54 = 9.162 (cm 2) Chọn 914 (As =13.85cm 2) =>Chọn S=200 (mm) III.13 BỐ TRÍ THÉP XEM BẢN VẼ CHI TIẾT NM-2/2 SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -250- LỚP:05DXD1 Thiết kế: KHU NHÀ ÔÛ CAO CAÁP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG D.SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MĨNG Từ giá trị tính tốn hai phương án móng cọc ép bê tơng cốt thép móng cọc khoan nhồi ta tổng hợp khối lượng bêtông cốt thép cho phương án móng sau : Bảng BT -3.14 :Bảng khối lượng thép bê tơng KHỐI LƯỢNG BÊTƠNG (m3) Cọc ép Cọc khoan nhồi 1155.42 2896.6 KHỐI LƯỢNG THÉP (Tấn) Cọc ép Cọc khoan nhồi 292.3 362.07 Các ưu khuyết điểm hai loại phương án móng : I) Móng cọc ép : 1) Ưu điểm : Giá thành rẻ so với loại cọc khác (cùng điều kiện thi công giá thành móng cọc ép rẻ 2-2.5 lần giá thành cọc khoan nhồi), thi cơng nhanh chóng, dễ dàng kiểm tra chất lượng cọc sản xuất cọc từ nhà máy (cọc đúc sẵn) , phương pháp thi công tương đối dễ dàng, không gây ảnh hưởng chấn động xung quanh tiến hành xây chen đô thị lớn ; cơng tác thí nghiệm nén tĩnh cọc trường đơn giản Tận dụng ma sát xung quanh cọc sức kháng đất mũi cọc 2) Khuyết điểm : Sức chịu tải không lớn ( 50 350 T ) tiết diện chiều dài cọc bị hạn chế ( hạ đến độ sâu tối đa 50m ) Lượng cốt thép bố trí cọc tương đối lớn Thi cơng gặp khó khăn qua tầng laterit , lớp cát lớn , thời gian ép lâu II) Móng cọc khoan nhồi : 1) Ưu điểm : Sức chịu tải cọc khoan nhồi lớn ( lên đến 1000 T ) so với cọc ép , mở rộng đường kính cọc 60cm  250cm , hạ cọc đến độ sâu 100m Khi thi công không gây ảnh hưởng chấn động công trình xung quanh Cọc khoan nhồi có chiều dài > 20m lượng cốt thép giảm đáng kể so với cọc ép Có khả thi cơng qua lớp đất cứng , địa chất phức tạp mà loại cọc khác không thi công 2) Khuyết điểm : Giá thành cọc khoan nhồi cao so với cọc ép , ma sát xung quanh cọc giảm đáng kể so với cọc ép công nghệ khoan tạo lỗ Biện pháp kiểm tra chất lượng thi công cọc nhồi thường phức tạp tốn , thí nghiệm nén tĩnh cọc khoan nhồi phức tạp Công nghệ thi công cọc khoan nhồi địi hỏi trình độ kỹ thuật cao III) Tiêu chí lựa chọn phương án móng : 1) Điều kiện an toàn – chịu lực : Cả hai phương án móng đảm bảo tồn tải trọng cơng trình truyền xuống đồng thời đảm bảo tiêu độ bền, độ lún, … Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam Do vậy, xét yếu tố hai phương án móng chấp nhận SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -251- LỚP:05DXD1 Thiết kế: KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG 2) Điều kiện thi công :  Địa chất cơng trình đất yếu gồm lớp sét trạng thái chặt vừa dẻo, sử dụng phương án cọc ép đài đơn với chiều dài cọc chọn thiết kế khả ép cọc đến cao độ thiết kế khơng q khó khăn, cọc dể ép qua lớp đất yếu số lượng cọc ép tương đối lớn đất dễ bị nén chặt khó ép đủ số lượng cọc Tuy cọc khoan nhồi có chiều sâu khơng hạn chế đất q yếu nên q trình khoan gây sập hố khoan  Mặt thi công yếu tố không phần quan trọng việc lựa chọn phương án móng liên quan đến tổ chức tổng mặt công trường tiến độ thi cơng Cơng trình xây dựng điều kiện khơng có cơng trình lân cận điều kiện mặt không gây ảnh hưởng đến việc thi công  Tiến độ thi công khâu quan trọng chủ đầu tư muốn cơng trình sớm vào phục vụ Do địi hỏi người thiết kế phải lựa chọn phương án móng cho đáp ứng nhu cầu Trong phương án : - Phương án cọc ép thi cơng khó (vì số lượng cọc nhiều ) thời gian thi công dài - Phương án cọc nhồi thi cơng nhanh thiết bị phổ biến 3) Điều kiện kinh tế :  Khi xét đến tiêu kinh tế, ta cần phải xét đến hiệu kinh tế tổng hợp, không xem xét khối lượng vật liệu sử dụng giá thành thân phương án móng mà xem xét nhân tố ảnh hưởng đến tính kinh tế yêu cầu sử dụng , điều kiện thi công ,…Tuy nhiên vấn đề khó định lượng xác , đặc biệt yếu tố giá thành thay đổi đa dạng đơn vị thi công, lực nhà thầu Trong phạm vi luận văn, chưa có điều kiện tiếp xúc thực tế nên mặt giá thi công em chưa thể nắm rõ được, tạm thời em xin so sánh hai phương án thông qua việc so sánh sơ khối lượng vật liệu phương án  Dựa vào bảng khối lượng bê tông cốt thép sử dụng cọc nhồi cọc ép ta thấy phương án cọc ép sử dụng vật liệu IV) Kết luận  Phương án MÓNG CỌC ÉP kinh tế dễ thi cơng cọc nhồi Vì ta chọn phương án thi cơng cọc ép cho cơng trình SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -252- LỚP:05DXD1 ... TRUNG NGHĨA -2- LỚP:05DXD1 Thiết kế : KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:ThS.NGUYỄN VĂN GIANG II ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH Qui mô công trình - Tên công trình : KHU NHÀ Ở CAO CẤP NGUYỄN CÔNG TRỨ -Địa điểm : Quận ,Thành... hợp với công trình khu nhà cao cấp Nguyễn Công Trứ  Kết luận Hệ chịu lực công trình hệ gồm có sàn sườn khung SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA -9- LỚP : 05DXD1 Thiết Kế: KHU NHÀ Ở CAO CẤP GVHD:Th S NGUYỄN... Lớp: 05DXD1 Thiết Kế: KHU NHÀ Ở? ? CAO CẤP Th.S NGUYỄN VĂN GIANG CHƯƠNG III TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ DẦM DỌC  SVTH: TRẦN TRUNG NGHĨA Tr.22 Lớp: 05DXD1 Thiết Kế: KHU NHÀ Ở? ? CAO CẤP Th.S NGUYỄN VĂN