Thiết kế cao ốc văn phòng 10 tầng đồ án tốt nghiệp đại học 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH XÂY DỰNG THIẾT KẾ CAO ỐC VĂN PHÒNG 10 TẦNG (THUYẾT MINH) SVTH : TRẦN TÚ TOÀN MSSV : 0851020291 GVHD : TS NGUYỄN TRỌNG PHƯỚC TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2013 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: TS Nguyễn Trọng Phước LỜI MỞ ĐẦU Ngành xây dựng ngành nghề lâu đời lịch sử lồi người Có thể nói nơi đâu hành tinh có bóng dáng ngành xây dựng, từ quốc gia giàu mạnh có tốc độ phát triển cao, quốc gia nghèo nàn lạc hậu tộc sinh sống nơi xa xơi Nói chung để đánh giá trình độ phát quốc gia cần dựa vào cơng trình xây dựng họ Nó ln với phát triển lịch sử Đất nước ta thời kỳ Cơng nghiệp hóa, đại hóa nên việc phát triển sở hạ tầng như: nhà máy, xí nghiệp, trường học, đường xá, điện, đường… phần tất yếu nhằm mục đích xây dựng đất nước ta ngày phát triển, có sở hạ tầng vững chắc, tạo điều kiện cho phát triển đất nước Đưa đất nước hội nhập với giới cách nhanh chóng Từ lâu, ngành xây dựng góp phần quan trọng sống chúng ta, từ việc mang lại mái ấm gia đình cho người dân đến việc xây dựng mặt cho đất nước Ngành xây dựng chứng tỏ tầm quan trọng Ngày nay, với xu hội nhập kinh tế nước ta ngày phát triển thu hút đầu tư cảu cơng ty nước ngồi Vì vậy, văn phịng cho thuê trở nên khan hiếm, việc địi hỏi cơng trình cao ốc văn phịng mọc lên điều tất yếu Thành phố Hồ Chí Minh trung tâm lớn nước ta, với động tạo nhiều cơng trình xây dựng, là: cao ốc, chung cư, … nhiều nhà cao tầng mọc lên với tốc độ nhanh, kỹ thuật thiết kế thi công ngày cao hồn thiện Từ thực tế đó, địi hỏi phải xây dựng nhiều cơng trình khơng số lượng mà chất lượng để tạo nên sở hạ tầng bền vững thúc đẩy ngành kinh tế khác phát triển Có hội ngồi ghế trường Đại học, em thầy cô truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu, giúp em hiểu rõ ngành nghề chọn Đồ án tốt nghiệp với đề tài CAO ỐC VĂN PHÒNG 10 TẦNG, thiết kế kết cấu thi công cho dự án tổng kết kiến thức suốt quãng thời gian ngồi ghế giảng đường Đại học, nhằm giúp cho tổng hợp kiến thức học vào thực tế, trường người kỹ sư có trách nhiệm, có đủ lực để đảm trách tốt cơng việc mình, góp phần vào việc xây dựng đất nước ngày phát triển SVTH: Trần Tú Toàn MSSV: 0851020291 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: TS Nguyễn Trọng Phước LỜI CẢM ƠN Trước tiên cho em gửi lời cảm ơn lòng biết ơn sâu sắc đến tất quý thầy cô Trường Đại Học Mở Thành Phố Hồ Chí Minh, đặc biệt Thầy Cơ khoa Xây Dựng Điện – người mang đến cho em kiến thức tri thức, giúp em em vững bước sống đường lập nghiệp sau Xin cảm ơn thầy NGUYỄN TRỌNG PHƯỚC, người tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu định hướng cho em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Chân thành cảm ơn tất bạn bè giúp đỡ để đồ án hoàn thành Lời cuối cùng, cho xin cảm ơn dạy dỗ cha – mẹ, người tạo điều kiện tốt chỗ dựa vững để đạt thành ngày hôm Xin chân thành cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2013 Sinh viên thực Trần Tú Toàn SVTH: Trần Tú Toàn MSSV: 0851020291 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD1: TS Nguyễn Trọng Phước MỤC LỤC Chương 1: KIẾN TRÚC 1.1.Mở đầu: Error! Bookmark not defined 1.2 Đặc điểm khí hậu TP Hồ Chí Minh: Error! Bookmark not defined 1.3 Tổng quan cơng trình: Error! Bookmark not defined 1.4 Các giải pháp kỹ thuật: Error! Bookmark not defined Chương 2: KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (TẦNG 5) Error! Bookmark not defined 2.1 Vật liệu sử dụng: Error! Bookmark not defined 2.2 Sơ đồ hình học: Error! Bookmark not defined 2.2.1 Mặt sàn tầng điển hình (tầng 5): Error! Bookmark not defined 2.2.2 Xác định sơ kích thước phận sàn: Error! Bookmark not defined 2.2.2.1 Chọn sơ kích thước tiết diện dầm: Error! Bookmark not defined 2.2.2.2 Xác định sơ kích thước tiết diện sàn: 2.3 Xác định tải trọng tác dụng lên sàn: 2.3.1 Tĩnh tải sàn: 2.3.2 Hoạt tải sàn: 2.4 Tính tốn sàn sàn: 10 2.4.1 Tính tốn sàn làm việc phương (loại dầm): 12 2.4.2 Tính tốn sàn làm việc phương (loại kê cạnh): 13 2.5 Kiểm tra độ võng sàn: 15 2.6 Bố trí cốt thép cho sàn: (Xem vẽ kết cấu) 16 Chương : TÍNH TỐN CẦU THANG BỘ Error! Bookmark not defined 3.1 Sơ đồ hình học: Error! Bookmark not defined 3.1.1 Mặt cầu thang bộ: Error! Bookmark not defined 3.1.2 Xác định sơ kích thước cầu thang: Error! Bookmark not defined 3.2 Tải trọng tác dụng lên cầu thang: Error! Bookmark not defined 3.2.1 Hoạt tải: Error! Bookmark not defined 3.2.2 Tải trọng tác dụng lên phần chiếu nghỉ: 19 3.2.3 Tải trọng tác dụng lên phần nghiêng: 19 3.3 Tính nội lực vế thang 1: 20 3.4 Tính cốt thép cho vế thang 1: 21 3.5 Bố trí cốt thép cho vế thang 1: Error! Bookmark not defined 3.6 Xác định nội lực phần mềm SAP 2000: Error! Bookmark not defined 3.7 Kiểm tra độ võng thang: Error! Bookmark not defined 3.8 Thiết kế dầm chiếu nghỉ : Error! Bookmark not defined 3.8.1 Tính cốt thép dọc : Error! Bookmark not defined 3.8.2 Tính tốn cốt đai: Error! Bookmark not defined 3.9 Tính tốn vế cầu thang: 25 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN HỒ NƯỚC MÁI Error! Bookmark not defined 4.1 Vật liệu Error! Bookmark not defined 4.2 Kích thước hình học hồ nước mái Error! Bookmark not defined 4.3 Tính nắp Error! Bookmark not defined 4.3.1 Sơ đồ tính Error! Bookmark not defined 4.3.2 Xác định liên kết: Error! Bookmark not defined 4.3.3 Biểu đồ mômen: Error! Bookmark not defined 4.3.4 Xác định tải trọng tác dụng lên nắp: Error! Bookmark not defined 4.3.4.1 Tĩnh tải Error! Bookmark not defined 4.3.4.2 Hoạt tải Error! Bookmark not defined SVTH: Trần Tú Toàn MSSV: 0851020291 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD1: TS Nguyễn Trọng Phước 4.3.5 Tính tốn nội lực 29 4.4 Tính dầm nắp: 30 4.4.1 Dầm DN1,DN2,DN3,DN4: 30 4.4.1.1 Tải trọng tác dụng lên dầm: 30 4.4.1.2 Xác định nội lực(SAP2000): 31 4.4.1.3 Tính cốt thép cho dầm DN1,DN2,DN3,DN4: 33 4.4.1.4 Tính tốn cốt đai cho dầm DN1,DN2,DN3,DN4: 34 4.4.1.5 Tính tốn lực giật đứt : 35 4.5 Tính thành 36 4.5.1 Sơ đồ tính: 36 4.5.2 Xác định tải trọng tác dụng lên thành 36 4.5.3 Tính cốt thép cho thành 37 4.6 Tính đáy: 39 4.6.1 Sơ đồ tính 39 4.6.2 Xác định liên kết đáy: 39 4.6.3 Biểu đồ mômen: 40 4.6.4 Xác định tải trọng tác dụng lên đáy: 40 4.6.4.1 Tĩnh tải 40 4.6.4.2 Hoạt tải 40 4.6.4.3 Tính nội lực 40 4.6.5 Kiểm tra độ võng đáy: 41 4.7 Tính tốn dầm đáy: 42 4.7.1 Dầm DD1,DD2,DD3,DD4 : Error! Bookmark not defined 4.7.1.1 Tải trọng tác dụng lên dầm: Error! Bookmark not defined 4.7.1.2 Xác định nội lực: Error! Bookmark not defined 4.7.1.3 Tính cốt thép cho dầm DD1,DD2,DD3,DD4: 45 4.7.1.4 Tính tốn cốt đai cho dầm DD1,DD2,DD3,DD4: 46 4.7.1.5 Tính tốn lực giật đứt: 47 4.8 Tính tốn cột hồ nước mái : 48 Chương 5: TÍNH TỐN KHUNG TRỤC 2: 49 5.1 Sơ đồ hình học hệ: 49 5.2 Vật liệu cho hệ: 49 5.3 Lựa chọn kích thước tiết diện cấu kiện: 50 5.3.1 Lựa chọn tiết diện dầm: ( Được xác định chương 2) 50 5.3.2 Lựa chọn tiết diện cột: 50 5.4 Quan niệm việc tính tốn cho cơng trình: 52 5.5 Xác định tải trọng tác dụng lên công trình: 52 5.5.1 Tải trọng đứng: 52 5.5.1.1 Tĩnh tải: 52 5.5.1.2 Hoạt tải: 54 5.5.2 Tải trọng ngang (do gió): 54 5.6 Tổ hợp nội lực: 56 5.6.1 Các trường hợp tải: 56 5.6.2 Các trường hợp tổ hợp nội lực: 56 5.7 Chuyển vị ngang cơng trình: 57 5.8 Tính tốn khung trục 2: 58 5.8.1 Tính thép cho dầm: 61 5.8.2 Kiểm tra hàm lượng thép dầm : 67 5.8.3 Tính thép đai cho dầm: 67 SVTH: Trần Tú Toàn MSSV: 0851020291 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD1: TS Nguyễn Trọng Phước 5.8.4 Tính thép cho cột khung trục 2: 68 5.8.5 Nội lực cột : 71 5.8.5.1 Tính tốn cột C7 tầng 1(trục A-2) : 73 5.8.5.1.1 Xét cặp nội lực 1: 73 5.8.5.1.2 Xét cặp nội lực 2: 74 5.8.5.1.3 Xét cặp nội lực 3: 76 5.8.5.2 Bảng tính tốn cho tất cột : 78 5.8.5.3 Nhận xét : 84 5.8.6 Nội lực sau thay đổi tiết diện : 84 5.8.7 Cốt thép cột : 84 5.8.8 Tính cốt đai cho cột : 89 5.8.8.1 Tính tốn cột C8 tầng (300x600) : 89 5.8.8.2 Cốt đai cột : 90 Chương 6: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP 91 6.1 Điều kiện địa chất thủy văn: 91 6.2 Mặt cắt địa chất thủy văn: 92 6.3 Bảng tổng hợp tiêu: 93 6.4 THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP 95 6.5 THIẾT KẾ MÓNG M1 DƯỚI CỘT C7 95 6.5.1 Bảng nội lực chân cột: 95 6.5.2 Thiết kế móng M1 : 95 6.5.2.1 Chọn chiều sâu chơn móng hm : 95 6.5.2.2 Chọn cọc, chiều dài, mác bê tông, thép: 96 6.5.2.3 Tính toán sức chịu tải cọc: 97 6.5.2.4 Xác định số lượng cọc bố trí cọc: 101 6.5.2.4.1 Xác định số lượng cọc: 101 6.5.2.4.2 Tải trọng tác dụng lên đầu cọc: Error! Bookmark not defined 6.5.2.4.3 Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm: Error! Bookmark not defined 6.5.2.4.4 Kiểm tra ứng suất mũi cọc tính lún: Error! Bookmark not defined 6.5.2.4.5 Điều kiện chống xiên thủng đài cọc : 106 6.5.2.4.6 Tính kết cấu đài : 107 6.5.2.5 Bố trí thép : Error! Bookmark not defined 6.6 THIẾT KẾ MÓNG CỌC M2 DƯỚI CỘT C10: Error! Bookmark not defined 6.6.1 Nội lực chân cột C10: Error! Bookmark not defined 6.6.2 Thiết kế móng M2 : 109 6.6.2.1 Chọn chiều sâu chơn móng hm : Error! Bookmark not defined.09 6.6.2.2 Chọn cọc, chiều dài, mác bê tông, thép: 110 6.6.2.3 Tính tốn sức chịu tải cọc: 110 6.6.2.4 Xác định số lượng cọc bố trí cọc: Error! Bookmark not defined 6.6.2.4.1 Xác định số lượng cọc: Error! Bookmark not defined 6.6.2.4.2 Tải trọng tác dụng lên đầu cọc: Error! Bookmark not defined 6.6.2.4.3 Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm: 116 6.6.2.4.4 Kiểm tra ứng suất mũi cọc tính lún: Error! Bookmark not defined 6.6.2.4.5 Điều kiện chống xiên thủng đài cọc : 119 6.6.2.4.6 Tính kết cấu đài : Error! Bookmark not defined 6.6.2.5 Bố trí thép : Error! Bookmark not defined 6.7 THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI M2: Error! Bookmark not defined 6.7.1 Nội lực chân cột: Error! Bookmark not defined SVTH: Trần Tú Toàn MSSV: 0851020291 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD1: TS Nguyễn Trọng Phước 6.7.2 Thiết kế móng M2 : 122 6.7.2.1 Chọn cọc, chiều dài, mác bê tông, thép: 122 6.7.2.2 Tính tốn sức chịu tải cọc: 124 6.7.2.3 Xác định số lượng cọc bố trí cọc: Error! Bookmark not defined 6.7.2.3.1 Xác định số lượng cọc: Error! Bookmark not defined 6.7.2.3.2 Tải trọng tác dụng lên đầu cọc: Error! Bookmark not defined 6.7.2.3.3 Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm: 128 6.7.2.3.4 Kiểm tra ứng suất mũi cọc tính lún: Error! Bookmark not defined 6.7.2.3.5 Điều kiện chống xiên thủng đài cọc : 130 6.7.2.3.6 Tính kết cấu đài : Error! Bookmark not defined 6.7.2.4 Bố trí thép : Error! Bookmark not defined 6.8 THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI M1: Error! Bookmark not defined 6.8.1 Nội lực chân cột: Error! Bookmark not defined 6.8.2 Thiết kế móng M1 : 134 6.8.2.1 Chọn cọc, chiều dài, mác bê tông, thép: 134 6.8.2.2 Tính tốn sức chịu tải cọc: 138 6.8.2.3 Xác định số lượng cọc bố trí cọc: Error! Bookmark not defined 6.7.2.3.1 Xác định số lượng cọc: Error! Bookmark not defined 6.8.2.3.2 Tải trọng tác dụng lên đầu cọc: Error! Bookmark not defined 6.8.2.3.3 Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm: 140 6.8.2.3.4 Kiểm tra ứng suất mũi cọc tính lún: Error! Bookmark not defined 6.8.2.3.5 Điều kiện chống xiên thủng đài cọc : 142 6.7.2.3.6 Tính kết cấu đài : Error! Bookmark not defined 6.7.2.4 Bố trí thép : Error! Bookmark not defined Chương 7: SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG 145 7.1 Móng cọc ép: 145 7.2 Móng cọc khoan nhồi: 145 7.3 Kết luận: 146 PHỤ LỤC TÍNH TỐN 147 TÀI LIỆU THAM KHẢO 239 SVTH: Trần Tú Toàn MSSV: 0851020291 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: TS Nguyễn Trọng Phước CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC 1.1.MỞ ĐẦU: Thành phố Hồ Chí Minh, với vai trò trung tâm kinh tế, khoa học, kỹ thuật lớn nước với nhiều quan đầu ngành, sân bay, bến cảng… bước xây dựng sở hạ tầng Đặc biệt giai đoạn năm 1990 đến năm 2010 giai đoạn phát triển rầm rộ với nhiều cơng trình lớn nhiều nhà cao tầng xây dựng giai đoạn Cao ốc văn phòng 10 tầng số Cơng trình cơng ty EAWES ARCHITECTS thiết kế, khởi công vào cuối năm 1994 Sau cơng trình hồn thành đưa vào sử dụng cho cơng ty lớn ngồi nước th đặt văn phịng đại diện kinh doanh 1.2 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU Ở TPHCM: - Khí hậu Tp Hồ Chí Minh khí hậu nhiệt đới gió mùa, chia thành mùa 1.2.1 Mùa nắng: Từ tháng 12 đến tháng có:  Nhiệt độ cao nhất: 400 C  Nhiệt độ trung bình: 320 C  Nhiệt độ thấp nhất: 180 C  Lượng mưa thấp nhất: 0,1mm  Lượng mưa cao nhất: 300mm  Độ ẩm tương đối trung bình: 85, 5% 1.2.2 Mùa mưa: Từ tháng đến tháng 11 có:  Nhiệt độ cao nhất: 360 C  Nhiệt độ trung bình: 280 C  Nhiệt độ thấp nhất: 230 C  Lượng mưa trung bình: 274, 4mm  Lương mưa thấp nhất: 31mm (tháng 11)  Lượng mưa cao nhất: 680mm (tháng 9)  Độ ẩm tương đối trung bình: 77, 67%  Độ ẩm tương đối thấp nhất: 74%  Độ ẩm tương đối cao nhất: 84%  Lượng bốc trung bình: 28mm / ngày  Lượng bốc thấp nhất: 6, 5mm / ngày 1.2.3 Hướng gió: - Hướng gió chủ yếu hướng Đông Nam Tây Nam với vân tốc trung bình 2,5m / s , thổi mạnh vào mùa mưa Ngồi cịn có gió Đơng Bắc thổi nhẹ ( tháng 12→ tháng 1) - Tp Hồ Chí Minh nằm khu vực chịu ảnh hưởng gió bão, chịu ảnh hưởng gió mùa áp thấp nhiệt đới 1.3 TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH: 1.3.1 Địa điểm xây dựng: Cao ốc văn phòng 10 tầng đặt trung tâm thành phố ( 115 Nguyễn Huệ, Q1), trục đường Nguyễn Huệ, Hồ Tùng Mậu, Huỳnh Thúc Kháng Tôn Thất Thuyết Vị trí thuận lợi cho việc lưu thơng gần trung tâm thành phố, gần sân bay quốc tế, gần cảng SVTH: Trần Tú Toàn MSSV: 0851020291 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: TS Nguyễn Trọng Phước 1.3.2 Giải pháp mặt phân khu chức năng:  Tòa nhà gồm 10 tầng với đặc điểm sau: - Chiều cao tầng điển hình 3.6m - Chiều cao tầng lại 3.2m - Mặt hình chữ nhật 32.4mx 44.8m , thiết kế dạng hình tháp, tận dụng hết mặt khơng gian - Tổng chiều cao cơng trình 39m - Phần lớn diện tích mặt đứng cơng trình lắp kính màu, nên cơng trình có dáng vẻ kiến trúc đại tận dụng ánh sáng tự nhiên  Chức tầng sau:  Tầng 1: Nơi sảnh tiếp tân, phòng quản lý, khu vực trung tâm trưng bày thông tin thương mại giao dịch  Tầng 2: Trung tâm thông tin tư liệu, tài điều hành  Tầng 3→10: khu vực văn phịng, khơng xây tường ngăn, bên ngồi có lắp cửa kính Khi có nhu cầu phân cách ngăn vật liệu nhẹ 1.4 CÁC GIẢI PHÁP KĨ THUẬT:  Thơng thống: Ngồi việc thơng thống hệ thống cửa phòng, sử dụng hệ thống thơng gió nhân tạo máy điều hịa, quạt tầng theo Gain lạnh khu xử lý trung tâm  Chiếu sáng: Ngoài hệ thống chiếu sáng phòng hành lang, khối nhà cong chiếu sáng từ hệ thống lấy sáng bên ngồi (kính bao, cửa) Kết hợp chiếu sáng tự nhiên chiếu sáng nhân tạo để lấy sáng tối đa  Hệ thống điện:  Hệ thống điện sử dụng trực tiếp hệ thống diện thành phố, có bổ sung hệ thống điện dự phòng, nhằm đảm bảo cho tất trang thiết bị tịa nhà hoạt động tình Điện phải bảo đảm cho hệ thống thang máy, hệ thống lạnh hoạt động liên tục  Máy điện dự phòng 250KVA đặt tầng hầm, để giảm bớt tiếng ồn rung động không ảnh hưởng tới sinh hoạt  Hệ thống cấp điện hộp kỹ thuật đặt ngầm tường Hệ thống ngắt điện tự động từ 1A đến 50A bố trí theo tầng khu vực bảo đảm an toàn có cố xảy  Hệ thống cấp nước:  Nguồn nước lấy từ hệ thống cấp nước thành phố dẫn vào hồ nước tầng qua hệ thống bơm để bơm lên bể nước tầng mái nhằm đáp ứng nhu cầu nước sinh hoạt tầng  Nước thải từ tầng tập trung khu xử lý bể tự hoại đặt tầng  Các đường ống đứng qua tầng ngầm hộp gain kỹ thuật  Di chuyển phòng hỏa hoạn:  Tòa nhà gồm thang máy, cầu thang để lại di chuyển có hỏa hoạn  Tại tầng có đặt hệ thống báo cháy, thiết bị chữa cháy  Dọc theo cầu thang có hệ thống ống vịi rồng cứu hỏa  Ngồi tịa nhà cịn đặt hệ thống chống sét Trên mái cơng trình có đặt cột thu lơi chống sét Nối đất cột chống sét đường dây dẫn điện, sét đánh vào cơng trình truyền vào cột chống sét qua đường dây dẫn điện xuống đất SVTH: Trần Tú Toàn MSSV: 0851020291 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: TS Nguyễn Trọng Phước CHƯƠNG 2: KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH (TẦNG 5) 2.1 VẬT LIỆU SỬ DỤNG: - Bê tơng có cấp độ bền chịu nén B25 tương đương với BT Mác 350 + Cường độ chịu nén tính tốn: Rb = 14500 KN/m2 =14,5MPa + Mơđun đàn hồi: Eb = 3x107 KN/m2 - Cốt thép dọc AI với   10 : + Cường độ chịu kéo tính tốn: Rs = 225000 KN/m2 = 225 MPa + Môđun đàn hồi: Es = 21x107 KN/m2 = 21x104 Mpa - Cốt thép dọc AII với   12 : + Cường độ chịu kéo tính tốn: Rs = 280000 KN/m2 = 280 MPa + Môđun đàn hồi: Es = 21x107 KN/m2 = 21x104 MPa - Cốt thép dọc AIII với   12 : + Cường độ chịu kéo tính tốn: Rs = 365000 KN/m2 = 365 MPa + Môđun đàn hồi: Es = 20x107 KN/m2 = 20x104 Mpa ( Tra sách SÀN SƯỜN BÊ TƠNG TỒN KHỐI – GS.TS NGUYỄN ĐÌNH CỐNG) 2.2 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC: 2.2.1 Mặt sàn tầng điển hình (tầng 5): SVTH: Trần Tú Toàn MSSV: 0851020291 Trang Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: TS Nguyễn Trọng Phước - Số lượng thép chọn sơ bộ: 12 20  Fs  38cm2 - Tính: PVL   Rb Fc  Rs Fs    4000*0.286  280000*38*10 4   1904KN - Chọn chiều sâu mũi cọc Z mui  28.8m , (cọc dài SVTH: Trần Tú Toàn  L  28m ) MSSV: 0851020291 Trang 135 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: TS Nguyễn Trọng Phước - Sơ đồ vị trí cọc đất: 6.8.2.2 Tính sức chịu tải cọc:  Theo phụ lục A (TCXD 205-1998): - Hệ số cho mũi: chọn mR  - Hệ số cho f s : m f  0.6 - Hệ số điều kiện làm việc lấy m=1  Q tc  m *  mR q p Fc  u   m f f si Li   - Lớp 1: L1  4.2m, Z1  0.8m, B  0.77 Tra bảng: f s1  KN - Lớp 2: L2  11m, Z  10.5m, B  0.48 Tra bảng: f s  28.56 KN SVTH: Trần Tú Toàn MSSV: 0851020291 Trang 136 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: TS Nguyễn Trọng Phước - Lớp 3: L3  8m, Z  20m, B  0.27 Tra bảng: f s  62.9 KN - Lớp 4: L4  6.8m, Z  26.4m, cát mịn lẫn bột Tra bảng: f s  62.4 KN - Tại mũi cọc: Z m  28.8m, cát mịn lẫn bột Tra bảng 3.26/243 sách móng Châu Ngọc Ẩn: q p  5428 KN    Q tc  1* 1*5428*0.286  1.884*0.6*  4* 4.2    28.56*11   62.9 *8   (63.4* 4.8)   2839.35 KN - Chọn K at  1.75  Qa  Q tc 2839.35   1622.48 KN K at 1.75  Theo phụ lục B: - Ta có: Qa  Q p  Q f  q p Fc  u   f si Li  - Lớp 1: L1  4.2m, Z1  0.8m  1bt  18.05  10  * 0.8  6.44 KPa k s  1.3* 1  sin    1.3* 1  sin12.3  1.023 Ca  0.8C  0.8*11.6  9.28 KPa a  0.8  0.8*12.5  100  f s1  Ca   1bt k s tg a   9.28  6.44*1.023* tg 10   10.44 KPa - Lớp 2: L2  11m, Z  10.5m  2bt  18.05  10  *5   20.64  10  *5.5  98.77 KPa k s  1.3* 1  sin    1.3* 1  sin17   0.92 Ca  0.8C  0.8* 65.3  52.24 KPa a  0.8  0.8*17  13.60  f s  Ca   2bt k stg a   52.24  98.77 *0.92* tg 13.6   74.22 KPa - Lớp 3: L3  8m, Z  20m  3bt  18.05  10  *5   20.64  10  *11  19.01  10  *  193.33KPa k s  1.3* 1  sin    1.3* 1  sin15.5   0.95 Ca  0.8C  0.8*18.9  15.12 KPa a  0.8  0.8*15.5  12.4  f s  Ca   3bt ks tg  a   15.12  193.33*0.95* tg 12.4   55.5 KPa SVTH: Trần Tú Toàn MSSV: 0851020291 Trang 137 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: TS Nguyễn Trọng Phước - Lớp 4: L4  6.8m, Z  26.4m  4bt  18.05  10  *5   20.64  10  *11  19.01  10  *8  (18.78  10)* 2.4  250.4 KPa k s  1.3* 1  sin    1.3* 1  sin 28   0.69 Ca  0.8C  0.8*18.9  2.08 KPa a  0.8  0.8* 28  22.4  f s  Ca   3bt k s tg a   2.08  250.4*0.69* tg  22.4   73.29 KPa - Tại mũi cọc:  ' Z m  18.05  10  *5   20.64  10  *11  19.01  10  *8  (18.78  10) * 4.8  271.5KPa   280  tra bảng: N c  31.612; N q  17.808 ( theo bảng tra của3.5/199 sách móng Châu Ngọc Ẩn)  q p  CN c   ' Z m N q  2.6*31.612  271.5*17.808  4917.06 KPa - Cuối cùng: Q f  1.884 * 10.44* 4.2    74.22*11   55.5*8   (73.29* 4.8)   3120.02 KN Q p  q p Fc  4917.06* 0.286  1406.28 KN  Q u  Qp  Q f  1406.28  3120.02  4526.3KN - Khả chịu tải sử dụng để thiết kế cọc lấy theo Qa - Ta có: Qa  Qp  Q f 2.5  4526.3  1810.52 KN 2.5 - Nhận xét: PVL  1904 KN Qa  1622.48KN  QTK  1622.48 KN Qa  1810.52 KN 6.8.2.3 Xác định số lượng cọc bố trí cọc: 6.8.2.3.1 Xác định số lượng cọc: n 1.4* N tt 1.4* 2727.82   2.3  Chọn n  cọc QTK 1622.48 - Khoảng cách cọc (tính từ tâm cọc): @  D  1m  0.6   1.6m - Móng có dạng hình vng: Bd  1.2m, Ld  2.8m - Sơ đồ bố trí cọc: SVTH: Trần Tú Tồn MSSV: 0851020291 Trang 138 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: TS Nguyễn Trọng Phước - Tính móng khối quy ước: Wqu  Bd Ld hm tb  1.2* 2.8*1.2*(18.05  10)  32.45 KN - Tải trọng tác dụng đáy đài: N d  N tt  Wqu  2727.82  32.45  2760.27 KN M xtt  79.264  40.53*1.2  127.9 kN.m M ytt  73.71  34.26 *1.2  114.82 kN.m - Tọa độ đầu cọc: x1  0.8m, x2  0.8m y1  y2  0m x  - Ta tính:  y   2*  0.8   1.28m 2  2*(0)  0m2 i i 6.8.2.3.2 Tải trọng tác dụng lên đầu cọc: - Theo công thức: Pi  - Ta có: P1  M yd Nd M xd   x   yi i n   xi 2 y    i 2760.27 127.9  *  0.8   1460.07 KN 1.28 SVTH: Trần Tú Toàn MSSV: 0851020291 Trang 139 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng P2  GVHD: TS Nguyễn Trọng Phước 2760.27 127.9  *  0.8   1300.2 KN 1.28  Pmax  P2  1460.07 KN  QTK  1622.48 KN Pmin  1300.2 KN  6.8.2.3.3 kiểm tra cọc làm việc theo nhóm:  (n  1)n2  (n2  1)n1  Hệ số nhóm:       90.n1.n2   Với:  (deg)  arctg d s n1  số hàng cọc nhóm cọc: n1  n2  số cọc hàng : n2  S: khoảng cách cọc tính từ tâm, thiên an tồn lấy s  3d  (deg)  arctg d  arctg  18.40 s  (2  1)1  (1  1)2    0.897 90 * 2*1      18.4  Sức chịu tải nhóm cọc: Qn hom   nc Qtk  0.897*2*1622.48= 2910.73(kN) > N tt  2727.82(kN) Vậy thỏa điều kiện sức chịu tải nhóm cọc 6.8.2.3.4 Kiểm tra ứng suất mũi cọc tính lún: - Xác định khối móng qui ước mũi cọc - Góc ma sát tb lớp bên hông cọc: L1  4.2m; 1  12.30 , L2  11m;   17 , L3  8m; 3  15.300 , L4  6.8m; 4  280 - Ta có:  4.2 *12.3  11*17   8*15.30   (6.8* 28)  18.40  tb  18.4  4.60  tb  4.2  11   6.8 4 - Vẽ khối móng quy ước mũi cọc:   L'  2.2m  Lm  L'  2 L * tg  tb   2.2  2* 26.8* tg  4.6   6.5m     B '  0.6m  Bm  L'  2 L * tg  tb   0.6  * 26.8* tg  4.60   4.9m   - Khối lượng móng khối quy ước  Wqum  : Wqum  Bm Lm Z m tb'  6.5* 4.9*(4.2*(18.05  10)  11*(20.64  10)  8*(19.01  10) 6.8*(18.78  10)  9001.9 KN - Tải trọng truyền xuống mũi cọc: SVTH: Trần Tú Toàn MSSV: 0851020291 Trang 140 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: TS Nguyễn Trọng Phước N tt 2727.82  Wqum   9001.9  11275.1KN 1.2 1.2 M tt 127.9 M xtc    106.58 KNm 1.2 1.2 M tt 114.82 M ytc    95.68 KNm 1.2 1.2 M tc 106.58 - Độ lệch tâm: ex  x   0.9cm N m 11275.1 Nm  M ytc 95.68   0.8cm N m 11275.1 - Áp lực trung bình mũi cọc: N 11275.1  mtb  m   354 KN Fm 6.5* 4.9 - Áp lực lớn mũi cọc:  6e 6e   6*0.009 6*0.008   max   mtb *   x  y   354 1     360.4 KN Lm Bm  6.5 4.9    - Áp lực nhỏ mũi cọc:  6e 6e   *0.009 6*0.008     mtb *   x  y   354 1     347.6 KN Lm Bm  6.5 4.9    ey  - Tính tải trọng tiêu chuẩn R tc : mm R tc  tc  A * Bm *  II'   ' * Z m * B  C * D  k  m1 * m2  k tc  1.2;  A  0.9834  '  Lấy :  II  19.01  10  9.01KN / m ;   28   B  4.9338  '  D  7.3983; c  2.6 KPa   Z m  271.5 KN  (Theo TCXD 45-78)  R tc  1.2 *  0.9834*6.4*9.01   271.5* 4.9338    2.6*7.3983    1698.56 KN - Vậy: R tc  1698.56 KN   max  360.4 KN (Đạt)  Tính lún: - Ứng suất trọng lượng thân đất mũi cọc:  0bt   * Z m  271.5 KN - Ứng suất gây lún mũi cọc:  0gl   mtb   0bt  354  271.5  82.5 KN - Chia lớp đất đáy mũi cọc thành lớp dày 1.25m  hi  1.25m  , đánh số vị trí; Lm 6.5   1.3 Bm 4.9 - Tính ứng suất thân đất: + Tại vị trí 1:  1bt   0bt   ' * hi  271.5  (19.01  10) *1.25  282.76 KN dùng bảng tra: n  SVTH: Trần Tú Toàn MSSV: 0851020291 Trang 141 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: TS Nguyễn Trọng Phước + Tại vị trí 2:  2bt   1bt   ' * hi  282.76  (19.01  10)*1.25  294.02 KN + Tại vị trí 3:  3bt   2bt   ' * hi  294.02  (19.01  10) *1.25  305.28 KN + Tại vị trí 4:  4bt   3bt   ' * hi  305.28  (19.01  10) *1.25  316.54 KN + Tại vị trí 5:  5bt   4bt   ' * hi  316.54  (19.01  10) *1.25  327.8 KN + Tại vị trí 6:  6bt   5bt   ' * hi  327.8  (19.01  10)*1.25  339.06 KN - Tính ứng suất gây lún: Z 1.25 + Tại vị trí 1:   0.26  K 01  0.927 B 4.9   1gl  K 01 * 0gl  0.927 *82.5  76.47 KN Z 2.5 + Tại vị trí 2:   0.51  K 02  0.737 B 4.9   2gl  K 02 *  0gl  0.737 *82.5  60.8 KN Z 3.75 + Tại vị trí 3:   0.77  K 03  0.53 B 4.9   3gl  K 03 *  0gl  0.53*82.5  43.73KN - Vị trí ngừng tính lún vị trí 3, vì:  3gl  43.73KN  0.2*  3bt  0.2 *305.28  61.056 KN 0 ; với   0.8 a0 Hệ số rỗng : e  0.695 , tra bảng mk  4.275 (Phụ lục 5, TCVN 74-1987 cho sét pha cát) - Tính E0 : E0  mk Hệ số nén: a0  0.00011 m / KN  - Sét pha cát CL  E0  4.275* 0.8  31091 KPa  0.00011 - Độ lún: S   Si  0 E0 *   tbigl * hi 0.8  82.5 43.73  *  76.47  60.8   *1.25  0.006m  0.6cm 31091  2   S  0.6cm  S gh  8cm (ĐẠT) S  6.8.2.3.5 Điều kiện chống xuyên thủng đài cọc: Pxt  Pcx Hình Tháp xun thủng móng: SVTH: Trần Tú Toàn MSSV: 0851020291 Trang 142 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: TS Nguyễn Trọng Phước Nhận xét: Đáy lớn tháp xuyên 450 bao phủ toàn cọc Theo hai phương tháp xuyên thủng bao trùm qua đầu cọc, điều kiện xuyên thủng hiễn nhiên thỏa cho trường hợp 6.8.2.3.6 Tính kết cấu đài: - Ta có kích thước cột: ac  0.6m, bc  0.3m - Chọn chiều cao ho theo điều kiện tuyệt đối cứng: h0  Ld  ac 2.8  0.6   1.1m 2 h0  Bd  bc 1.2  0.3   0.45m 2  chọn h0  1.2m - Tính cốt thép đài cọc, giả thiết ngàm chân cột; theo sơ đồ: + Phương ngắn: SVTH: Trần Tú Toàn MSSV: 0851020291 Trang 143 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: TS Nguyễn Trọng Phước - Ta bố trí thép theo cấu tạo: 12a 200 + Phương dài: - Tính mơmen: M T  ( P1 ) *0.5  (1460.07) *0.5  730.035 KNm M P  ( P2 ) * 0.5  (1300.2) *0.5  650.1KNm  M max  M P  730.035 KNm - Tính cốt thép: M max 730.035 Fa    3.379 *103  m   3379  mm  0.9* Ra * h0 0.9* 200000*1.2  Chọn 12 20  3770.4mm , với khoảng cách là: @  100mm 6.7.2.4 Bố trí cốt thép: (Xem vẽ kết cấu) SVTH: Trần Tú Toàn MSSV: 0851020291 Trang 144 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: TS Nguyễn Trọng Phước Chương 7: SO SÁNH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MĨNG - Nếu xét vật liệu phương án móng cọc ép có lợi cả, nhiên khơng có điều kiện tham khảo giá thành th nhân cơng, máy móc thiết bị để thi cơng phương án móng nên chưa thể so sánh mặt kinh tế Do phải tổng hợp nhiều tham số kỹ thuật cách thức để chọn phương án móng hợp lý - Các ưu, khuyết điểm loại phương án móng: 7.1 Móng cọc ép:  Ưu điểm: - Giá thành rẻ so với loại cọc khác (cùng điều kiện thi công giá thành móng cọc ép rẻ từ 2-2.5 lần giá thành cọc khoan nhồi), thi cơng nhanh chóng, đễ dàng kiểm tra chất lượng cọc sản xuất từ nhà máy hay công trường (cọc đúc sẵn), phương pháp thi cơng tương đối dễ dàng, gây ảnh hưởng chấn động xung quanh tiến hành xây chen thị lớn; cơng tác thí nghiệm nén tĩnh cọc trường đơn giản Tận dụng ma sát xung quanh cọc sức kháng đất mũi cọc - Tuy nhiên tiết diện cọc nhỏ, nên yêu cầu thiết bị không lớn (tiết kiệm chi phí đầu tư thiết bị) - Khi chịu tải trọng đứng, nhiều cọc nhỏ có ưu điểm tiết kiệm vật liệu (bê tông) Tuy nhiên tiết kiệm bê tông bù lại so với chi phí khác  Khuyết điểm: - Với loại cọc này, tiết diện cọc chủ yếu nằm loại “cọc nhỏ” Là loại cọc nhỏ 45 x 45cm , sức chịu tải cọc theo vật liệu khơng lớn Vì để tránh cọc khơng bị vỡ, nứt hay gãy hạ cọc (ép, đóng) chiều dài cọc hạn chế (thường nhỏ 35m) Cũng vậy, sức chịu tải cọc theo đất thường khơng lớn (lực đóng ép cọc phải thắng sức cản đất cọc xuyên xuống đất được) - Khi tải trọng chân cột lớn, địi hỏi nhiều cọc nhóm cọc, đài cọc lớn việc bố trí cọc cơng trình khó khăn - Cọc nhỏ cịn giảm sức chịu tải trọng ngang cách đáng kể, cho dù ta sử dụng nhiều cọc nhỏ - Khi số lượng cọc nhiều chi phí thời gian thi cơng vật liệu lớn 7.2 Móng cọc khoan nhồi:  Ưu điểm: - Có tiết diện độ sâu muic cọc lớn nhiều so với cọc đúc sẵn, nên sức kháng đơn vị nhỏ sức chịu tải lớn Do đó, số cọc đài việc bố trí đài cọc cơng trình dễ dàng - Có thể đặt sâu vào lớp đất cứng, chí tới lớp đá mà cọc đóng khơng thể tới - Sức chịu tải ngang lớn, việc thi công cọc nhồi có chân rung động nhỏ so với cọc đóng, thi cơng cọc nhồi khơng gây tượng đẩy trồi đất xung quanh, khơng đẩy cọc sẵn có xung quanh sang ngang SVTH: Trần Tú Toàn MSSV: 0851020291 Trang 145 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: TS Nguyễn Trọng Phước  Khuyết điểm: - Cọc nhồi có sức kháng đơn vị giảm nhiều so với cọc ép/đóng, Đó q trình khoan làm đất tơi ra, đồng thời làm xáo trộn đất Thành cọc khoan nhồi nhám, lồi lõm sức kháng bên đơn vị cọc khoan nhồi cải thiện Tuy nhiên, nhỏ sức kháng hơng cọc đóng - Nếu đất có lớp đất cát rời dày, việc giữ thành hố khoan khó khăn việc cát chảy làm cọc xung quanh giảm sức chịu tải, chí gây phá hoại cơng trình lân cận - Việc quản lý chất lượng cọc khoan nhồi khó khăn so với cọc chế sẵn, Do q trình đổ bê tơng quan sát mắt thường, tiết diện cọc có có chỗ thắt lại (do đất thành hố khoan lỡ vào), chất lượng bê tông mũi cọc không tốt 7.3 Kết luận: - Đối với cơng trình Cao ốc văn phịng 10 tầng có vị trí nằm độc lập so với cơng trình xung quanh tải trọng chân cột nhỏ nên dùng phương án cọc ép để nhằm tiết kiệm chi phí thi cơng thuận tiện SVTH: Trần Tú Toàn MSSV: 0851020291 Trang 146 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng SVTH: Trần Tú Toàn GVHD: TS Nguyễn Trọng Phước MSSV: 0851020291 Trang 147 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng GVHD: TS Nguyễn Trọng Phước ... 0.0204 15 7 10 0 503 0. 419 Thỏa M1 2 .18 8 12 0 0. 011 3 0. 011 4 88 200 252 0. 21 Thỏa M2 1. 316 12 0 0.0068 0.0069 53 200 252 0. 21 Thỏa MI 12 0 0.0258 0.02 61 2 01 10 0 503 0. 419 Thỏa M II 3.005 12 0 0. 015 5 0. 015 6... 10 5 10 0 503 0. 419 Thỏa M1 5.53 12 0 0.0254 0.0257 19 8 200 252 0. 21 Thỏa M2 4.322 12 0 0. 019 9 0.02 01 155 200 252 0. 21 Thỏa MI 12 .78 12 0 0.0587 0.0606 464 10 0 503 0. 419 Thỏa M II 10 . 03 12 0 0.04 61. .. 0.0485 375 10 0 503 0. 419 Thỏa M1 4 .11 8 12 0 0. 018 9 0. 019 1 14 7 200 252 0. 21 Thỏa M2 1. 97 12 0 0.009 0.00 91 70 200 252 0. 21 Thỏa MI 9.24 12 0 0.0425 0.0434 335 10 0 503 0. 419 Thỏa M II 4.393 12 0 0.0202