Đề 24 khối trường học đại học hutech (14f + 1b) đồ án tốt nghiệp đại học

MỤC LỤC CHƢƠNG KHÁI QT KIẾN TRÚC CƠNG TRÌNH .1 1.1 GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TRÌNH 1.1.1 Mục đích xây dựng cơng trình .1 1.1.2 Điều kiện tự nhiên 1.1.3 Quy mơ cơng trình 1.1.4 Hệ thống giao thông .3 1.1.5 Hệ kết cấu chịu lực cơng trình .3 CHƢƠNG CƠ SỞ THIẾT KẾ 2.1 NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 2.2 TIÊU CHUẨN SỬ DỤNG 2.3 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 2.3.1 Phân loại kết cấu nhà cao tầng .4 2.3.2 Phân tích số kết cấu để chịu lực cho cơng trình 2.3.3 Lựa chọn phƣơng án kết cấu 2.3.4 Lựa chọn kết cấu sàn 2.3.5 Lựa chọn kết cấu móng 2.4 VẬT LIỆU SỬ DỤNG CHO CƠNG TRÌNH 2.4.1 Yêu cầu vật liệu sử dụng cho cơng trình 2.4.2 Bê tông (theo TCVN 5574 – 2012) 2.4.3 Cốt thép (theo TCVN 5574 – 2012) .6 2.4.4 Lớp bê tông bảo vệ 2.5 SƠ BỘ CÁC KÍCH THƢỚC CẤU KIỆN CỦA CƠNG TRÌNH 2.5.1 Sơ tiết diện dầm .7 2.5.2 Sơ tiết diện sàn 2.5.3 Sơ tiết diện cột CHƢƠNG THIẾT KẾ SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 11 3.1 MẶT BẰNG SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 11 3.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 11 3.2.1 Tĩnh tải 11 3.2.2 Hoạt tải sàn 12 MỤC LỤC 3.2.3 Tổng tải tƣờng tác dụng lên sàn 13 3.3 TÍNH TỐN Ơ SÀN THEO PHƢƠNG PHÁP TRA Ơ BẢN ĐƠN 13 3.3.1 Lý thuyết tính tốn 13 3.3.2 Tính tốn sàn điển hình S1 15 3.4 KIỂM TRA VÕNG NỨT CHO SÀN 18 3.4.1 Kiểm tra nứt 18 3.4.2 Kiểm tra võng 19 CHƢƠNG THIẾT KẾ CẦU THANG 21 4.1 CHỌN CÁC KÍCH THƢỚC CỦA CẦU THANG 21 4.1.1 Cấu tạo cầu thang 21 4.1.2 Lƣạ chọn kích thƣớc cầu thang 21 4.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG 23 4.2.1 Các lớp cấu tạo cầu thang 23 4.2.2 Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ 23 4.2.3 Tải trọng tác dụng lên thang 24 4.3 SƠ ĐỒ TÍNH 25 4.4 XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG CẦU THANG 25 4.4.1 Xác định nội lực thang 25 4.5 TÍNH TỐN CỐT THÉP 27 4.5.1 Tính tốn cốt thép cho thang 27 CHƢƠNG THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG TRỤC 29 5.1 NGUN TẮC TÍNH TỐN 29 5.2 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CƠNG TRÌNH 29 5.2.1 Tĩnh tải, tải tƣờng tác dụng lên sàn 29 5.2.2 Hoạt tải tác dụng lên sàn 30 5.2.3 Tải trọng tƣờng xây dầm sàn tầng điển hình 31 5.2.4 Tải trọng thành phần tĩnh cuả gió 32 5.2.5 Tải trọng thành phần động gió 34 5.3 TỔ HỢP TẢI TRỌNG 41 5.3.1 Các trƣờng hợp tải trọng 41 5.3.2 Các trƣờng hợp tải trọng tính tốn 41 5.4 MƠ HÌNH CƠNG TRÌNH 42 MỤC LỤC 5.4.1 Mơ hình tổng thể kết cấu cơng trình 42 5.4.2 Khai báo vật liệu tiết diện sử dụng 43 5.4.3 Khai báo trƣờng hợp tải trọng 45 5.4.4 Khai báo trƣờng hợp tổ hợp tải trọng 45 5.4.5 Gán tải trọng tác dụng lên cơng trình 46 5.4.6 Khai báo khối lƣợng dao động .47 5.4.7 Khai báo tuyệt đối cứng cho sàn 47 5.4.8 Chia nhỏ ô sàn 48 5.4.9 Gắn tải trọng gió vào tâm cơng trình 48 5.4.10 Kiểm tra mơ hình giải mơ hình 50 5.5 TÍNH TỐN CỐT THÉP DẦM KHUNG TRỤC 51 5.5.1 Nội lực dầm 51 5.5.2 Tính tốn cốt thép dọc 51 5.5.3 Tính tốn cốt thép đai 57 5.5.4 Tính toán đoạn neo thép .58 5.6 TÍNH TỐN CỘT KHUNG TRỤC 59 5.6.1 Phƣơng pháp tính tốn cốt thép cho cột lệch tâm xiên 59 5.6.2 Các tổ hợp nội lực tính tốn cột khung khơng gian .60 5.6.3 Xác định nội lực cột .60 5.6.4 Tính tốn cốt thép dọc 60 5.6.5 Tính tốn cốt thép đai 76 5.7 KIỂM TRA KẾT CẤU .77 5.7.1 Kiểm tra ổn định lật 77 5.7.2 Kiểm tra chuyển vị ngang đỉnh cơng trình 77 CHƢƠNG THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT .78 6.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 78 6.2 LÝ THUYẾT THỐNG KÊ 79 6.2.1 Lớp 1: Sét dẻo lẫn nhiều cát (CL), trạng thái dẻo mềm .81 6.2.2 Lớp 2: Sét dẻo lẫn sạn sỏi laretit (CL) từ trạng thái dẻo mềm đến trạng thái dẻo cứng 84 6.2.3 Lớp 3: Cát mịn đến trung lẫn sét, bụi (SC-SM), mật độ vừa chặt .90 6.2.4 Sét dẻo (CH) xám vàng, nâu đỏ, trạng thái cứng 104 MỤC LỤC 6.3 BẢNG TỔNG HỢP THỐNG KÊ 113 CHƢƠNG THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP 114 7.1 CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ 114 7.1.1 Thông số cọc theo nhà sản xuất 114 7.1.2 Vật liệu sử dụng 115 7.1.3 Chọn kích thƣớc sơ 115 7.2 TÍNH TỐN MĨNG M1 116 7.2.1 Nội lực tính tốn 116 7.2.2 Tính tốn sức chịu tải cọc 117 7.2.3 Tính tốn sơ số lƣợng cọc 124 7.2.4 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc móng 125 7.2.5 Xác định khối móng quy ƣớc kiểm tra điều kiện ổn định 128 7.2.6 Tính tốn độ lún theo phƣơng pháp cộng lún lớp phân tố 130 7.2.7 Kiểm tra xuyên thủng 134 7.2.8 Kiểm tra cọc chịu tải ngang theo mơ hình Winker 135 7.2.9 Tính cốt thép cho đài móng 141 7.3 TÍNH TỐN MĨNG M2 149 7.3.1 Nội lực tính tốn 149 7.3.2 Tính tốn sức chịu tải 150 7.3.3 Tính tốn sơ số lƣợng cọc 151 7.3.4 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc móng 152 7.3.5 Xác định khối móng quy ƣớc 154 7.3.6 Tính tốn độ lún theo phƣơng pháp cộng lún lớp phân tố 156 7.3.7 Kiểm tra xuyên thủng 159 7.3.8 Kiểm tra cọc chịu tải ngang theo mơ hình Winker 159 7.3.9 Tính cốt thép đài móng 165 7.4 TÍNH TỐN MĨNG LÕI THANG 170 7.4.1 Nội lực tính móng 170 7.4.2 Tính tốn sơ số lƣợng cọc 171 7.4.3 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc móng 173 7.4.4 Xác định khối móng quy ƣớc kiểm tra điều kiện ổn định 176 7.4.5 Tính tốn độ lún theo phƣơng pháp cộng lún lớp phân tố 177 MỤC LỤC 7.4.6 Kiểm tra xuyên thủng 180 7.4.7 Kiểm tra cọc chịu tải ngang theo mơ hình Winker 181 7.4.8 Tính tốn cốt thép đài móng .185 CHƢƠNG THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 190 8.1 CÁC THÔNG SỐ CỦA CỌC KHOAN NHỒI 190 8.1.1 Vật liệu sử dụng 190 8.1.2 Chọn kích thƣớc sơ .190 8.2 TÍNH TỐN ,MĨNG M1 191 8.2.1 Nội lực tính toán 191 8.2.2 Tính tốn sức chịu tải cọc 191 8.2.3 Tính tốn số lƣợng bố trí cọc .197 8.2.4 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc móng .199 8.2.5 Xác định khối móng quy ƣớc kiểm tra điều kiện ổn định .199 8.2.6 Tính tốn độ lún theo phƣơng pháp cộng lún lớp phân tố 201 8.2.7 Kiểm tra xuyên thủng 204 8.2.8 Kiểm tra cọc chịu tải ngang theo mơ hình Winker 205 8.2.9 Tính tốn cốt thép .211 8.3 TÍNH TỐN MĨNG M2 215 8.3.1 Nội lực tính móng 215 8.3.2 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc móng .217 8.3.3 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc móng .219 8.3.4 Tính tốn độ lún theo phƣơng pháp cộng lớp phân tố 221 8.3.5 Kiểm tra xuyên thủng 224 8.3.6 Kiểm tra cọc chịu tải ngang theo mơ hình Winker 224 8.3.7 Tính tốn cốt thép .229 8.4 TÍNH TỐN MĨNG LÕI THANG 232 8.4.1 Tính tốn sức chịu tải 232 8.4.2 Nội lực tính tốn 233 8.4.3 Tính tốn sơ số lƣợng cọc .234 8.4.4 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc móng .235 8.4.5 Xác định khối móng quy ƣớc kiểm tra điều kiện ổn định .236 8.4.6 Tính tốn độ lún theo phƣơng pháp cộng lún lớp phân tố 238 MỤC LỤC 8.4.7 Kiểm tra xuyên thủng 240 8.4.8 Kiểm tra cọc chịu tải ngang theo mơ hình Winker 241 8.4.9 Tính cốt thép đài móng 246 8.5 CHỌN PHƢƠNG ÁN MÓNG 249 MỤC LỤC MỤC LỤC BẢNG Bảng 2.1 – Tiết diện sơ dầm .8 Bảng 2.2 – Sơ tiết diện cột Bảng 2.3 – Sơ tiết diện cột biên 10 Bảng 3.1 – Tải trọng thân sàn phịng thí nghiệm, thực hành, kỹ thuật, hành lang 11 Bảng 3.2 – Tải trọng sàn tầng hầm 12 Bảng 3.3 – Tải trọng thân sàn phòng vệ sinh 12 Bảng 3.4 – Hoạt tải sàn 12 Bảng 3.5 – Tải trọng tƣờng xây dầm sàn tầng điển hình 13 Bảng 4.1 – Tải trọng lớp cấu tạo chiếu nghỉ .23 Bảng 4.2 – Tải trọng lớp cấu tạo .24 Bảng 5.1 – Tải trọng thân sàn phịng thí nghiệm, thực hành, hành lang 29 Bảng 5.2 – Tải trọng sàn tầng hầm 29 Bảng 5.3 – Tải trọng thân sàn phòng vệ sinh 29 Bảng 5.4 – Tải trọng thân sàn tầng kỹ thuật 30 Bảng 5.5 – Hoạt tải tác dụng lên sàn .30 Bảng 5.6 – Tải trọng tƣờng xây dầm sàn tầng điển hình( 2-12) 31 Bảng 5.7 – Tải trọng tƣờng xây dầm sàn tầng 31 Bảng 5.8 – Tải trọng tƣờng xây dầm sàn tầng hầm 31 Bảng 5.9 – Tải trọng tƣờng xây dầm sàn tầng kỹ thuật .32 Bảng 5.10 – Tải trọng tƣờng xây dầm sàn tầng mái 32 Bảng 5.11 – Đặc điểm vị trí xây dựng cơng trình 32 Bảng 5.12 – Bảng giá trị áp lực gió theo đồ phân vùng áp lực gió .32 Bảng 5.13 – Độ cao Gradient hệ số mt .33 Bảng 5.14 –Bảng giá trị tải trọng gió theo phƣơng X 33 Bảng 5.15 –Bảng giá trị tải trọng gió theo phƣơng Y 34 Bảng 5.16 – Chu kì dao động riêng cơng trình .36 Bảng 5.17 – Giá trị khối lƣợng , tâm khối lƣợng , tâm hình học tầng 37 Bảng 5.18 – Giá trị thành phần động gió theo phƣơng X (mode 1) .39 Bảng 5.19 – Các thông số khác .39 Bảng 5.20 – Giá trị thành phần động gió theo phƣơng Y (mode 2) 39 Bảng 5.21 – Các thông số khác .40 Bảng 5.22 – Kết tổng hợp tải trọng gió 40 Bảng 5.23 – Các trƣờng hợp tải trọng 41 Bảng 5.24 – Các tổ hợp tải trọng trung gian 41 Bảng 5.25 – Các tổ hợp tải trọng 41 Bảng 5.26 – Tính tốn cốt thép dầm trục 54 Bảng 5.27 – Giá trị bƣớc nhảy lực cắt vị trí có dầm phụ 58 Bảng 5.28 – Đoạn neo cốt thép .59 Bảng 5.29 – Hàm lƣợng cốt thép tối thiểu 64 Bảng 5.30 – Giá trị nội lực nguy hiểm cột C19 .64 Bảng 5.31 – Giá trị cốt thép cột biên C19 .67 Bảng 5.32 – Giá trị cốt thép cột C2 .70 Bảng 5.33 – Giá trị cốt thép cột biên C8 .73 MỤC LỤC Bảng 5.34: Kết chuyển vị ngang lớn đỉnh cơng trình 77 Bảng 6.1: Các giá trị chuẩn số với xác suất tin cậy hai phía 79 Bảng 6.2: Hệ số dùng để xác định số độ xác trị trung bình đặc trƣng đất 80 Bảng 7.1: Bảng tổ hợp tải trọng tính tốn chân cột C2 116 Bảng 7.2: Bảng tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn chân cột C2 116 Bảng 7.3: Bảng giá trị hệ số k, Zl , N’q cho cọc đất cát 119 Bảng 7.4: Giá trị phản lực đầu cọc 126 Bảng 7.5: Giá trị e – p 131 Bảng 7.6: Bảng tính lún móng M1 132 Bảng 7.7: Giá trị tổ hợp nội lực có lực xô ngang lớn ( Qmax ) 135 Bảng 7.8: Hệ số tỉ lệ k theo công thức (A,1) 135 Bảng 7.9: Độ cứng lò xo cho lớp đất 136 Bảng 7.10 – Kết moment móng M1 148 Bảng 7.11 – Tính tốn thép cho móng M1 149 Bảng 7.12 – Tổ hợp tải trọng tính tốn chân cột C8 149 Bảng 7.13 – Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn chân cột C8 150 Bảng 7.14 – Giá trị phản lực đầu cọc 153 Bảng 7.15: Giá trị e – p 157 Bảng 7.16: Bảng tính lún móng M2 157 Bảng 7.17: Bảng nội lực xô ngang lớn 159 Bảng 7.18: Bảng hệ số k theo công thức (A1) 160 Bảng 7.19: Bảng độ cứng lò xo cho lớp đất 160 Bảng 7.20: Kết Moment kết cấu móng M2 169 Bảng 7.21: Tính tốn thép cho móng M2 170 Bảng 7.22: Tổ hợp tải trọng tính tốn lõi thang 170 Bảng 7.23: Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn lõi thang 170 Bảng 7.24: Sức chịu tải theo cƣờng độ đất vị trí có hố pit 171 Bảng 7.25: Sức chịu tải theo Viện kiến trúc Nhật Bản vị trí có hố pit 171 Bảng 7.26: Giá trị phản lực đầu cọc 173 Bảng 7.27: Giá trị e – p 178 Bảng 7.28: Bảng tính lún móng lõi thang 179 Bảng 7.29: Bảng tổ hợp nội lực xô ngang lớn 181 Bảng 7.30: Bảng độ cứng lò xo cho lớp đất 181 Bảng 7.30: Kết tính thép đài móng lõi thang 189 Bảng 8.1: Tải trọng tính tốn chân cột C2 191 Bảng 8.2: Tải trọng tiêu chuẩn chân cột C2 191 Bảng 8.3: Bảng giá trị hệ số k, Zl N’q cho cọc đất cát 195 Bảng 8.4: Giá trị phản lực đầu cọc 199 Bảng 8.5: Giá trị e – p 202 Bảng 8.6: Bảng tính lún móng M1 203 Bảng 8.7: Bảng tổ hợp lực xô ngang lớn 205 Bảng 8.8: Bảng độ cứng lò xo cho lớp đất 205 Bảng 8.9: Kết moment kết cấu móng M1 215 Bảng 8.10: Tính tốn thép cho móng M1 215 Bảng 8.11: Tổ hợp tải trọng tính tốn chân cột C8 215 Bảng 8.12: Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn chân cột C8 216 MỤC LỤC Bảng 8.13: Giá trị phản lực đầu cọc 218 Bảng 8.14: Giá trị e – p .222 Bảng 8.15: Bảng tính lún móng M2 223 Bảng 8.16: Bảng tổ hợp lực xô ngang lớn 224 Bảng 8.17: Bảng độ cứng lò xo cho lớp đất 225 Bảng 8.18:Kết tính thép đài móng M2 232 Bảng 8.19: Sức chịu tải theo cƣờng độ đất 232 Bảng 8.20: Sức chịu tải theo viện kiến trúc Nhật Bản 232 Bảng 8.21: Tải trọng tính tốn chân lõi thang 233 Bảng 8.22: Tải trọng tính tiêu chuẩn chân lõi thang 233 Bảng 8.23: Giá trị e – p .238 Bảng 8.24: Bảng tính lún móng lõi thang 239 Bảng 8.25: Tổ hợp lực xô ngang lớn 241 Bảng 8.26: Độ cứng lò xo cho lớp đất 241 Bảng 8.27: Kết tính thép đài móng lõi thang 249 MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1 – Vị trí cơng trình chụp từ google map Hình 1.2 – Mặt tầng hầm Hình 1.3 – Mặt tầng điển hình Hình 1.4 – Mặt đứng trục – Hình 3.1 – Mặt bố trí dầm sàn tầng điển hình 11 Hình 3.2 – Cấu tạo sàn phịng thí nghiệm, thực hành 11 Hình 3.3 – Sơ đồ tính phƣơng cạnh ngàm 14 Hình 4.1 – Mặt cầu thang 22 Hình 4.2 – Mặt cắt cầu thang 22 Hình 4.3 Mặt cắt cấu tạo cầu thang 23 Hình 4.4 – Sơ đồ tính cầu thang 25 Hình 4.5 – Biểu dồ moment thang (kNm) 26 Hình 4.6 – Biểu đồ lực cắt cầu thang (kN) 26 Hình 4.7 – Phản lực gối tựa (kN) 27 Hình 5.1 – Đồ thị xác định hệ số động lực ξi 35 Hình 5.2 – Dao động theo phƣơng Y - mode Hình 5.3 – Dao động theo phƣơng X – mode 38 Hình 5.4 – Mơ hình tổng thể kết cấu cơng trình 42 Hình 5.5 – Mặt sàn tầng điển hình Etabs 43 Hình 5.6 – Khai báo vật liệu sử dụng betong B30 43 Hình 5.7 – Khai báo tiết diện dầm 300X700 44 Hình 5.8 – Khai báo tiết diện sàn dày 120mm 44 Hình 5.9 – Khai báo tiết diện vách dày 250mm 45 Hình 5.10 – Khai báo trƣờng hợp tải trọng 45 Hình 5.11 – Khai báo trƣờng tổ hợp tải trọng 46 Hình 5.12 – Tải trọng hồn thiện sàn tầng điển hình 46 Hình 5.13 – Hoạt tải sàn tầng điển hình 46 Hình 5.14 – Tải tƣờng dầm sàn tầng điển hình 47 Hình 5.15 – Khai báo Mass Source khối lƣợng tham gia dao động 47 Hình 5.16 – Gắn tâm cứng Diapharagm cho sàn 48 Hình 5.17 – Chia nhỏ ô sàn cách Mesh ảo 48 Hình 5.18 – Thành phần tĩnh gió theo phƣơng X (GTX) 49 Hình 5.19 – Thành phần tĩnh gió theo phƣơng Y (GTY) 49 Hình 5.20 – Thành phần động gió theo phƣơng X (GDX) 50 Hình 5.21 – Thành phần động gió theo phƣơng Y (GDY) 50 Hình 5.22 – Mơ hình kiểm tra khơng có lỗi 50 Hình 5.23 – Biểu đồ bao moment Hình 5.24 – Biểu đồ bao lực cắt 51 Hình 6.1 – Mặt cắt địa chất cơng trình 78 Hình 6.2 – Biểu đồ quan hệ τ-σ lớp đất 83 Hình 6.3 – Biểu đồ quan hệ τ-σ lớp đất 86 Hình 6.4 – Biểu đồ quan hệ τ-σ lớp thấu kính 2a 89 Hình 6.5 – Biểu đồ quan hệ τ-σ lớp đất 97 Hình 6.6 – Biểu đồ quan hệ τ-σ lớp thấu kính 3a 100 Hình 6.7 – Biểu đồ quan hệ τ-σ lớp thấu kính 3b 103 Hình 6.8 – Biểu đồ quan hệ τ-σ lớp đất 107 Hình 6.9 – Biểu đồ quan hệ τ-σ lớp đất 4b 111 Hình 7.1 – Thơng số cọc bê tơng ly tâm ứng suất trƣớc 114 Hình 7.2 – Thơng số tiết diện ngang cọc D500 116 Hình 7.3 – Biểu đồ xác định hệ số𝛼 118 MỤC LỤC TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM BÁO CÁO THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH Hình 8.29 – Phản lực đầu cọc (Combo BAO min) tt  2642.8(kN)  R c,d  3737.8(kN)  Cọc đủ khả chịu lực Ta có Pmax 8.4.5 Xác định khối móng quy ƣớc kiểm tra điều kiện ổn định Tính tốn tiêu cƣờng độ ứng với cận dƣới TTGH  φi ×h i φ = tb  hi 15o51'×0.95+18o 46'×1.3+25o10'×11.2+20o 48'×1.5+25o10×17.3+21o 0×3.75 φ = =24o 4' tb 0.95+1.3+11.2+1.5+17.3+3.75 Chiều dài khối móng quy ước theo phương x, y:  20 24 '   Lqu  Y  2L tb tan( tb )  11.2   36  tan    17.6m      20 24 '   Bqu  X  2L tb tan( tb )  8.8   36  tan    15.1m     Diện tích khối móng quy ước: Aqu  Lqu  Bqu  17.6 15.1  265.7(m2 ) Khối lượng đất móng quy ước : Chƣơng 8:Thiết kế móng cọc khoan nhồi Trang 236 TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM BÁO CÁO THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH Qd  Aqu  i h i  265.7  [19  0.95  1.3 18.6  0.2 18.97  1110.04  1.5  9.64 10.04 17.3  10.76  3.75] =265.7  384.9=102267(kN) Khối lượng đất bị cọc, đài chiếm chỗ Qdc  nA p  i hi  Vdai  20  0.503  384.9  19  (11.2  8.8  2)  7617(kN) Khối lượng cọc đài bê tông : Qc  nAp  bt Lc  Wdai  20  0.503  25  36  25 11.2  8.8   13982(kN) Khối lượng tổng móng quy ước : Qqu  Qd  Qc  Qdc  102267  13982  7617  108632(kN) Tải trọng quy đáy móng khối quy ước tc Nqu  N tt  Qqu  15317.5  108632  123949.5(kN) 1.15  M  M  H  h  1409.7  606.3  2622.3(kN )  M  M  H  h  21092.3  1889.6   24871.5(kN ) tc qu ,y tc tc x y tc qu ,x tc x d tc y d Ứng suất đáy móng khối quy ước: Bqu  L2qu 15.117.62  779.5(m3 ) 6 tc N qu M qutc  tc  Pmax/min   Lqu  Bqu W W  123949.5 2622.3 24871.5    501.7(kN / m ) 265.7 779.5 779.5 123949.5 2622.3 24871.5 tc  Pmin     431.2(kN / m ) 265.7 779.5 779.5 tc tc P P 501.7  431.2  Ptbtc  max   466.4(kN / m ) 2 tc  Pmax  Xác định sức chịu tải đất đáy móng khối quy ước theo trạng thái giới hạn II R tc  m1  m2 A  Bqu    B    i' h i  D  c   k tc Mũi cọc lớp đất số 4, dƣới mũi cọc có: c =47.73; υ=21° Tra bảng 14 TCVN 9362-2012 ta có hệ số: A=0.56; B=3.75; D=5.84 R tc   m1  m A  Bqu    B    i' h i  D  c   k tc 1  0.56 15.119  3.75  384.9  5.84  47.73  1882.8(kN) Điều kiện ổn định đất nền: Chƣơng 8:Thiết kế móng cọc khoan nhồi Trang 237 TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM BÁO CÁO THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH  p tc  R tc  p tc  466.4(kN)  R tc  1882.8(kN) tb   tb  tc  tc tc tc pmax  1.2R  pmax  501.7  1.2R  2259.4(kN)   tc tc pmin  431.2(kN)   pmin   Vậy đất thỏa mãn điều kiện ổn định 8.4.6 Tính tốn độ lún theo phƣơng pháp cộng lún lớp phân tố Ứng suất gây lún đáy khối móng quy ƣớc: pgl  ptbtc    'i hi  466.4  384.9  81.5(kN / m2 ) Trong đó: ptbtc – áp lực tiêu chuẩn trung bình đất dƣới đáy móng khối quy ƣớc   'i hi - ứng suất hữu hiệu theo phƣơng đứng trọng lƣợng thân tự nhiên đất gây đáy móng khối quy ƣớc, ' h i i  384.9(kN / m2 ) Chia đất thành lớp có chiều dày hi   0.4  0.6 Bqu   6.04m  9.06m   h i  1 m  Bảng 8.23: Giá trị e – p P(kN/m2) 100 200 400 800 Hệ số rỗng e 0,666 0,639 0,622 0,604 Chƣơng 8:Thiết kế móng cọc khoan nhồi Trang 238 TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM BÁO CÁO THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH Bảng 8.24: Bảng tính lún móng lõi thang Độ sâu Chiều dày hi Zi 33.8 34.8 35.8 1 384.9 395.8 406.7 Lqu/Bqu Z/Bqu K0 1.16 1.16 1.16 0.066 0.132 0.9881 0.9763 P1i P2i e1i e2i Si 390.35 471.35 0.6228 0.6187 0.0031 401.25 481.25 0.6219 0.6183 0.0022 81.5 80.5 79.5 Sgh = 0.0053 2 Ta có: σgli = 79.5kN/m ≤ 0,2 × σi = 0,2 × 406.7=81.34kN/m nên ta dừng tính lún Theo phụ lục E TCVN 10304:2014 quy định độ lún trung bình lớn khơng đƣợc vƣợt giới hạn cho phép, nhà nhiều tầng có khung hồn tồn bê tơng cốt thép giới hạn cho phép 10cm => Độ lún S = 0.53 cm < [S] = 10 cm→ Vậy dƣới móng lõi thang thỏa yêu cầu độ lún Chƣơng 8:Thiết kế móng cọc khoan nhồi Trang 239 TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM BÁO CÁO THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH 8.4.7 Kiểm tra xuyên thủng Kiểm tra xuyên thủng SAFE 2014: Ntt   thõa xuyên thủng Pcx Hình 8.30 – Kiểm tra xuyên thủng tự động Safe KẾT LUẬN: Giá trị hiển thị hình giá trị Pxt/Pct Ta thấy có vị trí xuất từ safe lớn tức Pxt > Pcx => Không thỏa xuyên thủng Kiểm tra xuyên thủng cọc với đài: Hình 8.31 – Tháp xuyên thủng cọc điển hình vào đài Thiên an tồn để dễ tính tốn nên ta lấy chu vi đầu cọc để tính xun thủng thay lấy chu vi trung bình Chƣơng 8:Thiết kế móng cọc khoan nhồi Trang 240 TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM BÁO CÁO THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH Ta tính với phản lực đầu cọc Pxt lực xuyên thủng, tổng phản lực đầu cọc nằm phạm vi tháp xuyên thủng:  Pxt  P5  P16  2642.8  1280.5  3923.3(kN) Lực chống xuyên thủng: um1   D  3.14  0.8  2.513m um2   D  3.14  0.8  2.513m u u 2.513  2.513 umtb  m1 m   2.513m 2 h0  2000  100  1900mm  2.4m Pcx    Rbt  umtb  ho  0.8 1.2 103  2.513 1.9  4583.7(kN )  Pxt  3923.3(kN )  Pcx  4583.7(kN ) Đài móng đảm bảo điều kiện xuyên thủng 8.4.8 Kiểm tra cọc chịu tải ngang theo mơ hình Winker Ta lấy tổ hợp nội lực có lực xơ ngang lớn để kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang: Bảng 8.25: Tổ hợp lực xô ngang lớn Trƣờng hợp tải trọng N tt Q ttx Q tty M ttx M tty max tu Ntu , M xtu , M tu y ,Qx ,Q y -16714.4 -939.3 932.1 625.3 -10504.3 tu max Ntu , M xtu , M tu y ,Qx ,Q y -16831.3 619.4 1913.2 21629.1 848.5 Lực ngang tác dụng lên cọc (xem nhƣ móng tuyệt đối cúng cọc chịu tải tác dụng ngang moment): Q 939.3 H 0tcx  x   46.9 n 20 Q 1913.2 H 0tcy  y   95.66 n 20 (Với n số cọc đài) Bảng 8.26: Độ cứng lò xo cho lớp đất Lớp Trạng thái ki Bề dày Độ sâu Cz Độ cứng Sét dẻo lẫn sạn sỏi Laretit-dẻo mềm 12000 0.95 0.95 3800 3040 2a Cát mịn lẫn nhiều sét chặt vừa 18000 1.95 11700 9360 Chƣơng 8:Thiết kế móng cọc khoan nhồi Trang 241 TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM BÁO CÁO THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH 2a Cát mịn lẫn nhiều sét chặt vừa 18000 0.3 2.25 13500 10800 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 3.25 19500 15600 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 4.25 25500 20400 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 5.25 31500 25200 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 6.25 37500 30000 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 7.25 43500 34800 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 8.25 49500 39600 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 9.25 55500 44400 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 10.25 61500 49200 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 11.25 67500 54000 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 12.25 73500 58800 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 13.25 79500 63600 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 0.2 13.45 80700 64560 3a Sét dẻo - nửa cứng 18000 14.45 86700 69360 3a Sét dẻo - nửa cứng 18000 0.5 14.95 89700 71760 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 15.95 95700 76560 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 16.95 101700 81360 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 17.95 107700 86160 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 18.95 113700 90960 Chƣơng 8:Thiết kế móng cọc khoan nhồi Trang 242 TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM BÁO CÁO THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 19.95 119700 95760 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 20.95 125700 100560 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 21.95 131700 105360 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 22.95 137700 110160 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 23.95 143700 114960 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 24.95 149700 119760 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 25.95 155700 124560 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 26.95 161700 129360 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 27.95 167700 134160 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 28.95 173700 138960 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 29.95 179700 143760 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 30.95 185700 148560 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 31.95 191700 153360 Cát mịn đến trung lẫn nhiều sét- chặt vừa 18000 0.3 32.25 193500 154800 4 4 Sét dẻo Sét dẻo Sét dẻo Sét dẻo 18000 18000 18000 18000 1 0.75 33.25 34.25 35.25 36 199500 205500 211500 216000 159600 164400 169200 172800 Dùng phần mềm SAP2000 để xác định moment, lực cắt, chuyển vị góc xoay đầu cọc tƣơng tự móng M1 , M2 Chƣơng 8:Thiết kế móng cọc khoan nhồi Trang 243 TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM BÁO CÁO THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH Hình 8.32 – Gán lực ngang đầu cọc Hình 8.33 – Biểu đồ lực cắt đầu cọc Hình 8.34 – Biểu đồ moment đầu cọc Giá trị nội lực: Chƣơng 8:Thiết kế móng cọc khoan nhồi Trang 244 TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM BÁO CÁO THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH Lực cắt lớn nhất: Qmax  95.66( kN ) Moment lớn nhất: M max  242.31( kN.m ) Kiểm tra chuyển vị đầu cọc: Hình 8.35 – Chuyển vị đầu cọc Chuyển vị đầu cọc lớn nhất: x  0.00226( m ) Chuyển vị cho phép: gh  2cm (Theo mục 11.12 TCVN 10304 -2014) So sánh: x  0.226( cm )   gh  2( cm ) => Cọc đảm bảo điều kiện chuyển vị Góc xoay: 0  0 ( Đảm bảo điều kiện chống xoắn cho công trình) Kiểm tra cọc chịu uốn: Ta có giá trị moment Mmax cọc chịu tải trọng ngang Mmax = 242.31kNm - Tiết diện cọc tròn, để đơn giản q trình tính tốn, ta quy đổi tiết diện hình vng:  D2  0.82 A   0.503  m2  4 - Quy tiết diện hình vng : A  0.503  0.709  m2  Chọn a = 0,07m  ho = h – a = 0,709 – 0,07 = 0,639 (m) 𝛼 √ As  𝛼 √    R b  b  h 0.0502 17  709  639   1059.3  mm2  Rs 365 Diện tích cốt thép cọc ban đầu chọn thiết kế thép cọc: A s = 10 (3140 mm2)  Cốt thép dọc cọc đủ chịu moment uốn tải ngang gây - Kiểm tra khả chịu cắt: ta có Qmax = 95.66 kN, kiểm tra điều kiện tính cốt đai: (kN) > Qmax = 95.66kN  Cốt đai bố trí cấu tạo a120 Chƣơng 8:Thiết kế móng cọc khoan nhồi Trang 245 TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM BÁO CÁO THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH 8.4.9 Tính cốt thép đài móng Sử dụng phần mềm SAFEv16 để tính tốn cốt thép đài móng vách cứng Trình tự tính tốn đƣợc tình bày nhƣ sau: (Các bƣớc mơ hình thực giống nhƣ phần tính móng M1) Bƣớc 1: Xuất nội lực từ ETABS sang phần mềm SAFE Bƣớc 2: Khởi dộng phần mềm SAFE, import file (.F2K) Bƣớc 3: Khai báo vật liệu bêtông B30 chiều cao đài móng h d  1.5m Bƣớc 4: Khai báo độ cứng cọc P Mô cọc điểm lị xo có độ cứng sơ k  tk S Trong đó: + Rcd=5715(kN) tải trọng thiết kế cọc + s = sg: Độ lún sơ móng cọc xác định theo kinh nghiệm-Phụ lục B(TCVN 10304-2014) Độ lún cọc đơn tính theo kinh nghiệm D QL s  100 A  E Với D=0.8m đƣờng kính cọc Q: tải trọng tác dụng lên cọc Q  R cd  Qbt  R cd  Ac  L   bt  3737.8  0.503  36  25  4190.5(kN) A: Diện tích tiết diện ngang cọc L: Chiều dài cọc E: Modun đàn hồi vật liệu cọc D Q  L 0.8 3737.8  36 s     0.017m 100 A  E 100 0.503  32.5 106 Vậy độ cứng lò xo R 3737.8 k  cd   219870(kN / m)  219.87(kN / mm) S 0.017 Bƣớc 5: Khai báo lại trƣờng hợp tổ hợp tải trọng (vì file xuất từ bên ETABS qua không chứa Combo khai báo trƣớc đó) Bƣớc 6: Vẽ dãy STRIP có bề rộng 1m mặt đài Bƣớc 7: Chạy toán ( Vào Run -> Run Analysis $ Design bấm phím F5) Bƣớc 8: Xuất giá trị moment để tính tốn cốt thép cho đài móng Chƣơng 8:Thiết kế móng cọc khoan nhồi Trang 246 TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM BÁO CÁO THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH Hình 8.36 – Moment (ComboBAO max) theo dãy Strip phương X Hình 8.37 – Moment (ComboBAO min) theo dãy Strip phương X Chƣơng 8:Thiết kế móng cọc khoan nhồi Trang 247 TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM BÁO CÁO THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH Hình 8.38 – Moment (ComboBAO max) theo dãy Strip phương Y Hình 8.39 – Moment (ComboBAO min) theo dãy Strip phương Y Bƣớc 9: Tính tốn cốt thép cho đài móng Chƣơng 8:Thiết kế móng cọc khoan nhồi Trang 248 TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM BÁO CÁO THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH Bảng 8.27: Kết tính thép đài móng lõi thang Phƣơng nội lực Cạnh X Cạnh Y Moment m  Astt (cm2 ) 4728.3 -639.8 1759.2 -1296.9 0.077 0.010 0.029 0.021 0.0803 0.0105 0.0291 0.0214 71.03 9.27 25.74 18.90 Chọn thép D32a100 D16a100 d25a100 D16a100 As (cm2 ) 80.42 20.11 49.09 20.11 8.5 CHỌN PHƢƠNG ÁN MĨNG Hiện đa dạng cơng trình cao tầng ngày phức tạp, vấn đề kỹ thuật, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, cần ý đến tính hợp lý kinh tế phƣơng án đƣợc lựa chọn Do khơng có điều kiện tham khảo giá thành loại vật liệu nhƣ giá thuê nhân cơng, máy móc thiết bị để thi cơng hai phƣơng án khó khăn để lựa chọn phƣơng án So sánh phƣơng án móng cọc Điều kiện kỹ thuật: Cả hai phƣơng án đủ khả chịu tải trọng cơng trình truyền xuống, điều kiện độ lún điều kiện ổn định nhƣ lún lệch móng thỏa Phƣơng án móng cọc khoan nhồi đem lại hiệu tốt chịu tải trọng cơng trình, có tính ổn định cao q trình chịu tải trọng ngang Điều kiện thi công: Với điều kiện kỹ thuật thi cơng hai phƣơng án móng có đầy đủ thiết bị cần thiết cho việc thi cơng móng Cọc ép ly tâm: thi cơng đơn giản nhƣng gây chấn động làm ảnh hƣởng đến cơng trình xung quanh thƣờng gặp cố q trình thi cơng gặp phải đá ngầm, ép qua lớp đất cứng hay đất cát… Cọc khoan nhồi: thi công phức tạp cọc ép nhƣng thi cơng qua lớp đất cứng, gặp cố q trình thi công không gây chấn động ảnh hƣởng đến cơng trình xung quanh Và điều kiện cọc khoan nhồi trở nên thông dụng nƣớc ta nên kỹ thuật thi công đƣợc cải tiến nhiều có máy móc đại giúp cho việc thi cơng nhanh xác tránh rủi ro xảy q trình thi cơng Độ xác khoan cọc nhồi theo phƣơng thẳng đứng cao so với cơng nghệ ép cọc, q trình ép cọc dể bị gãy cọc, cọc bị nghiêng, lệch tim cọc… Điều kiện kinh tế: Phương án móng cọc ép: Phƣơng án móng cọc ép thi cơng đơn giản khơng địi hỏi kỹ thuật cao nên giá thành hạ thấp sức chịu tải không lớn tiết diện chiều dài cọc bị hạn chế, lƣợng cốt thép bố trí cọc tƣơng đối lớn Thi cơng gặp khó khăn qua lớp cát, thời gian ép lâu Phương án móng cọc khoan nhồi: có giá thành thi cơng cao địi hỏi kỹ thuật cao, cơng nhân có tay nghề cao máy móc đại Biện pháp kiểm tra chất lƣợng thi công cọc khoan nhồi thƣờng phức tạp tốn kém, thí nghiệm nén tĩnh cọc khoan nhồi phức tạp, cơng nghệ thi cơng cọc khoan nhồi địi hỏi trình độ kỹ thuật cao Các điều kiện khác: Chƣơng 8:Thiết kế móng cọc khoan nhồi Trang 249 TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM BÁO CÁO THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH Chất lƣợng bê tơng cọc khoan nhồi khơng có tính đảm bảo cao tốt cọc ép ly tâm Ngoài điều kiện để đƣa phƣơng án móng để áp dụng vào cơng trình cịn phải dựa vào yếu tố khác nhƣ: quy mô công trình, điều kiện thi cơng, điều kiện khí hậu, địa chất thủy văn… Qua tính chất ta nhận thấy chọn phƣơng án móng cọc ép ly tâm có tiết kiệm kinh tế so với phƣơng án cọc khoan nhồi nhiên điều kiện thi công móng cọc khoan nhồi phù hợp với địa chất cơng trình mang lại hiệu  Vậy sinh viên lựa chọn phƣơng án móng cọc khoan nhồi phù hợp với cơng trình Chƣơng 8:Thiết kế móng cọc khoan nhồi Trang 250 ... 240 Hình 8.31 – Tháp xuyên thủng cọc điển hình vào đài 240 Hình 8.32 – Gán lực ngang đầu cọc 244 Hình 8.33 – Biểu đồ lực cắt đầu cọc 244 Hình 8.34 – Biểu đồ moment... – Biểu đồ bao moment Hình 5 .24 – Biểu đồ bao lực cắt 51 Hình 6.1 – Mặt cắt địa chất cơng trình 78 Hình 6.2 – Biểu đồ quan hệ τ-σ lớp đất 83 Hình 6.3 – Biểu đồ quan... vực giáo dục, với số trƣờng đại học tập trung lớn số lƣợng sinh viên ngày đơng đảo việc phát triển sở hạ tầng giáo dục cần thiết Biết đƣợc điều đó, trƣờng Đại học HUTECH, trƣờng bật thành phố