Đề 27 chung cư gold view (block b) (15+1) đồ án tốt nghiệp đại học

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Suốt chặng đường quãng đời sinh viên, tiếp thu kiến thức chuyên môn lẫn kỹ học kinh nghiệm sống Đồ án tốt nghiệp hội để tơi áp dụng kiến thức học cách có khoa học vào thực tiễn Hồn thành luận văn hôm nhờ giúp đỡ nhiệt tình mặt vật chất lẫn tinh thần người xung quanh Hôm nay, muốn gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến: Hai Thầy TS Trần Trung Dũng TS Đỗ Thanh Hải – Giảng viên hướng dẫn đồ án tốt nghiệp, ngày qua hỗ trợ tận tụy Thầy giúp tơi có định hướng tốt để hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Hơn nữa, hai Thầy nguồn động lực vơ to lớn để tơi vượt qua trở ngại trình làm Cảm ơn quý nhà trường Đại học Mở TPHCM nói chung khoa xây dựng điện nói riêng, tạo điều kiện cho tơi có kỳ đồ án thật ý nghĩa Cảm ơn ông bà, cha mẹ, anh chị em, cháu gia đình ln nguồn động lực lớn lao để tơi mạnh mẽ vượt qua khó khăn, bất lực mà suốt trình làm đồ án Hơn nữa, người niềm vui để tơi nghĩ tới nản chí Cảm ơn anh em khóa K14, K15 khoa Xây dựng Điện trường Đại học Mở TPHCM hỗ trợ nhiệt tình thời gian làm đồ án Và qua đó, chia sẻ anh chị , tơi góp nhặt chút để rút kinh nghiệm áp dụng cho đồ án tốt nghiệp Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tập thể lớp DH14-XD02, tập thể khoa Xây dựng không ngần ngại đồng hành quãng thời gian qua Chúc người thật nhiều sức khỏe thành công sống ! TPHCM, ngày tháng năm 2019 Người thực HUỲNH HỮU TRÍ MỤC LỤC BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC 1.1 Giải pháp kiến trúc 1.1.1 Giải pháp mặt 1.1.2 Giải pháp mặt đứng 1.2 Giải pháp giao thông cơng trình CHƯƠNG 2: 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 Lựa chọn giải pháp kết cấu phần thân 2.3.2 Kết luận 2.4 Vật liệu sử dụng 2.4.1 Yêu cầu vật liệu 2.4.2 Bê tông 2.4.3 Cốt thép 2.4.4 Vật liệu khác 2.4.5 Lớp bê tông bảo vệ (mục 8.3.2 TCVN 5574 – 2012) 2.5 Chọn sơ tiết diện dầm, sàn, vách 2.5.1 Nguyên tắc bố trí hệ kết cấu 2.5.2 Lựa chọn sơ kích thước tiết diện cấu kiện CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH 3.1 Mặt đánh số sàn tầng điển hình 3.2 Xác định tải trọng 3.2.1 Tĩnh tải 3.2.2 Hoạt tải tác dụng lên sàn 11 3.3 Xác định nội lực tính tốn cốt thép sàn phần mềm SAFE 2016 12 3.3.1 Lý thuyết tính tốn 12 3.3.2 Sơ đồ tính 12 3.3.3 Mơ hình sàn phần mềm SAFE 2016 13 3.3.4 Tính tốn bố trí cốt thép cho sàn tầng điển hình dựa vào kết từ SAFE 2016 14 3.3.5 Tính tốn cốt thép 16 3.4 Kiểm tra khả làm việc sàn 20 3.4.1 Kiểm tra độ võng sàn 20 3.4.2 Kiểm tra khả chịu cắt sàn 20 MỤC LỤC BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẦU THANG 21 4.1 Chọn kích thước cầu thang 21 4.1.1 Mặt mặt cắt cầu thang 21 4.1.2 Chọn kích thước cầu thang 21 4.2 Xác định tải trọng 22 4.2.1 Các lớp cấu tạo cầu thang 22 4.2.2 Tải trọng tác dụng lên chiếu nghiên .22 4.3 Sơ đồ tính cầu thang 23 4.4 Xác định nội lực 24 4.4.1 Xác định nội lực bảng thang (dùng phần mềm SAP2000 ) 24 4.5 TÍNH TOÁN CỐT THÉP 26 4.5.1 Tính thép 26 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG TRỤC B1 27 5.1 Mơ hình cơng trình 27 5.1.1 Ngun tắc tính tốn .27 5.1.2 Khai báo vật liệu 27 5.1.3 Dựng mơ hình 29 5.2 Xác định tải trọng lên cơng trình .31 5.2.1 Tĩnh tải tác dụng sàn 31 5.2.2 Tải trọng tường tác dụng dầm tường bao phòng sàn .32 5.2.3 Tải trọng phân bố tường tác dụng lên sàn 32 5.2.4 Thành phần tĩnh tải trọng gió 33 5.2.5 Tải trọng thành phần động gió 37 5.3 Tổ hợp tải trọng 49 5.3.1 Các trường hợp tải trọng .49 5.3.2 Kiểm tra chuyển vị ngang đỉnh cơng trình .52 5.3.3 Kiểm tra ổn định chống lật 53 5.3.4 Khai báo khối lượng tham gia dao động cơng trình 53 5.3.5 Khai báo tuyệt đối cứng cho sàn 54 5.4 Giải mơ hình .54 5.5 Tính tốn bố trí cốt thép vách, dầm – khung trục B1 ( Etabs - Trục A) 54 5.5.1 Tính tốn dầm khung trục B1 ( Etabs - Trục A) 54 5.5.2 Tính tốn vách khung trục B1 ( Etabs - Trục A) 63 5.5.3 Các bước tính tốn 64 5.5.4 Nhận xét 65 MỤC LỤC BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5.5.5 Nội lực vách 65 CHƯƠNG 6: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 77 6.1 Cấu tạo địa chất 77 6.2 Lý thuyết thống kê 79 6.2.1 Phân chia đơn nguyên địa chất 79 6.2.2 Đặc trưng tiêu chuẩn tính tốn 80 6.3 Tính tốn thống kê địa chất 83 ( w ;  d ) 6.3.1 Các tiêu vật lí 6.3.2 Các tiêu cường độ 6.4 83 (c, ) 94 Bảng tổng hợp thống kê 103 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ MÓNG CỌC LY TÂM 104 7.1 Giới thiệu cọc ly tâm ứng suất trước 104 7.1.1 Phân loại cọc bê tông ly tâm ứng suất trước 104 7.1.2 Ưu nhược điểm cọc ly tâm ứng suất trước 104 7.2 Các thông số cọc ép 105 7.2.1 Vật liệu sử dụng 105 7.2.2 Chọn kích thước sơ 106 7.3 Tính toán sức chịu tải cọc 107 7.3.1 Theo điều kiện vật liệu 107 7.3.2 Theo điều kiện đất 107 7.3.3 Tổng hợp lựa chọn sức chịu tải thiết kế cọc 112 7.4 Tính tốn móng M1 ( Móng nhiều cọc ) 112 7.4.1 Nội lực dùng để tính tốn móng 112 7.4.2 Sức chịu tải thiết kế cọc 113 7.4.3 Tính tốn sơ số lượng cọc 114 7.4.4 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc 114 7.4.5 Kiểm tra sức chịu tải nhóm cọc 115 7.4.6 Kiểm tra độ lún móng cọc 116 7.4.7 Kiểm tra cọc chịu tải ngang theo mơ hình Winkler 119 7.4.8 Kiểm tra xuyên thủng 123 7.4.9 Mơ hình kết cấu móng cơng trình 124 7.5 Tính tốn móng M2 ( Móng cọc ) 125 7.5.1 Nội lực dùng để tính tốn móng 125 7.5.2 Sức chịu tải thiết kế cọc 125 MỤC LỤC BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 7.5.3 Tính tốn sơ số lượng cọc 126 7.5.4 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc .126 7.5.5 Kiểm tra sức chịu tải nhóm cọc 127 7.5.6 Kiểm tra độ lún móng cọc 128 7.5.7 Kiểm tra cọc chịu tải ngang theo mơ hình Winkler 131 7.5.8 Kiểm tra xuyên thủng 135 7.5.9 Mơ hình kết cấu móng cơng trình .136 7.6 Tính tốn móng lõi thang MLT 137 7.6.1 Nội lực dùng để tính tốn móng 139 7.6.2 Xác định điểm đặt lực dời lực trọng tâm đài móng 140 7.6.3 Sức chịu tải thiết kế cọc 141 7.6.4 Tính tốn sơ số lượng cọc 141 7.6.5 Kiểm tra sức chịu tải nhóm cọc 142 7.6.6 Kiểm tra độ lún móng cọc 142 7.6.7 Kiểm tra cọc chịu tải ngang theo mơ hình Winkler 146 7.6.8 Mơ hình kết cấu móng cơng trình .150 7.6.9 Tính tốn cốt thép cho đài móng 153 7.6.1 Kiểm tra phản lực đầu cọc ( theo phương pháp phần tử hữu hạn – dùng phần mềm SAFEv12.3.2) .155 7.6.2 Kiểm tra xuyên thủng 156 CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 157 8.1 Các thông số cọc nhồi .157 8.1.1 Vật liệu sử dụng 157 8.1.2 Chọn kích thước sơ 157 8.2 Tính tốn sức chịu tải cọc đơn 158 8.2.1 Sức chịu tải cọc theo vật liệu 158 8.2.2 Sức chịu tải cọc theo điều kiện đất 160 8.3 Tổng hợp lựa chọn sức chịu tải thiết kế cọc .165 8.4 Tính tốn móng M1 165 8.4.1 Nội lực dùng để tính tốn móng 165 8.4.2 Sức chịu tải thiết kế cọc 166 8.4.3 Tính tốn sơ số lượng cọc 166 8.4.4 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc .167 8.4.5 Kiểm tra sức chịu tải nhóm cọc 168 8.4.6 Kiểm tra độ lún móng cọc 168 MỤC LỤC BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 8.4.7 Kiểm tra cọc chịu tải ngang theo mơ hình Winkler 171 8.4.8 Kiểm tra xuyên thủng 175 8.5 Tính tốn móng M2 177 8.5.1 Nội lực dùng để tính tốn móng 177 8.5.2 Sức chịu tải thiết kế cọc 178 8.5.3 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc 179 8.5.4 Kiểm tra sức chịu tải nhóm cọc 180 8.5.5 Kiểm tra độ lún móng cọc 180 8.5.6 Kiểm tra cọc chịu tải ngang theo mơ hình Winkler 183 8.5.7 Như cốt đai bố trí cấu tạo 6 Kiểm tra xuyên thủng 187 8.5.8 Tính toán cốt thép 188 8.6 Tính tốn móng lõi thang MLT 189 8.6.1 Nội lực dùng để tính tốn móng 192 8.6.2 Xác định điểm đặt lực dời lực trọng tâm đài móng 193 8.6.3 Tính tốn sơ số lượng cọc 194 8.6.4 Kiểm tra sức chịu tải nhóm cọc 194 8.6.5 Kiểm tra độ lún móng cọc 195 8.6.6 Kiểm tra cọc chịu tải ngang theo mơ hình Winkler 198 8.6.7 Mơ hình kết cấu móng cơng trình 202 8.6.8 Tính tốn cốt thép cho đài móng 206 8.6.9 Kiểm tra phản lực đầu cọc ( theo phương pháp phần tử hữu hạn – dùng phần mềm SAFEv12.3.2) 207 8.6.10 Kiểm tra xuyên thủng 208 MỤC LỤC BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC BẢNG CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ Bảng Bảng kích thước sơ tiết diện dầm CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH Bảng 1: Trọng lượng thân lớp cấu tạo sàn khu ở, hành lang Bảng 2: Trọng lượng thân lớp cấu tạo sàn khu vệ sinh, ban công Bảng 3: Trọng lượng thân sàn sân thượng .10 Bảng 4: Trọng lượng thân sàn mái 10 Bảng 5: Tải trọng tường xây sàn 111 Bảng 6: Hoạt tải sử dụng cơng trình .122 Bảng 7: Hoạt tải loại sàn 12 Bảng 8: Bảng kết tính tốn thép sàn theo phương Y 18 Bảng 9: Bảng kết tính tốn thép sàn theo phương X 19 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẦU THANG Bảng 1: Bảng tải trọng tác dụng lên thang 233 Bảng 2: Bảng tính thép vế thang 236 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG TRỤC B1 Bảng 1: Đặc điểm cơng trình 33 Bảng 2: Bảng thơng số tính tải trọng gió tĩnh 34 Bảng 3: Bảng giá trị tải trọng gió tĩnh tính tốn theo phương (X) (Y) .34 Bảng 4: Chu kỳ giao động riêng cơng trình .38 Bảng 5: Giá trị tầng tọa đô cứng, tâm khối lượng .39 Bảng 6: Bảng kết tính tốn gió động theo phương X (modal 3) .43 Bảng 7: Bảng kết tính tốn gió động theo phương Y (modal 1) .44 Bảng 8: Bảng kết tính tốn gió động theo phương Y (modal 2) .45 Bảng 9: Các trường hợp tải trọng 49 Bảng 10: Bảng combo tải trọng .50 Bảng 11: Bảng tính tốn chọn cốt thép dầm B2 .57 Bảng 12: Bảng tính tốn chọn cốt thép dầm B3 .59 Bảng 13: Bảng thống kê chiều dài vách sơ chiều dài vùng kéo nén .66 Bảng 14: Bảng thông số vật liệu thiết kế 66 Bảng 15: Bảng kết nội lực vách P3-T2 67 Bảng 16: Bảng kết tính thép vách phần mềm EXCEL 69 Bảng 1.17: Kết tổ hợp nội lực Qmax……………………………………………………….76 MỤC LỤC BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 6: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT Bảng 1: Hệ số biến đổi tới hạn đặc trưng đất nền…………………….…… …….79 Bảng 2: Các giá trị chuẩn số  với xác suất tin cậy hai phía  = 0,95……………… … 81 Bảng 3: Hệ số t  dùng để xác định số độ xác trị trung bình đặc trưng đất……82 Bảng 4: Tính tốn dung trọng tự nhiên lớp 1……………………………………….… ….83 Bảng 5: Tính tốn dung trọng khơ lớp 1……………………………………….…… …….84 Bảng 6: Tính tốn dung trọng tự nhiên lớp 2………………………………….…… …….85 Bảng 7: Tính tốn thống kê dung trọng khơ lớp 2…………………………….…… ….….86 Bảng 8: Bảng tính toán thống kê dung trọng tự nhiên lớp 4…………………….… ….87 Bảng 9:Tính tốn thống kê dung trọng khơ lớp 4………………………………… … 90 Bảng 10: Bảng tính tốn thống kê dung trọng tự nhiên lớp 5……………….…….… 92 Bảng 11: Bảng tính tốn thống kê dung trọng khơ lớp 5…………………………….……….………93 Bảng 12: Bảng số liệu ;  từ bảng kết thí nghiệm lí………….……….…… …….94 Bảng 13: Bảng kết từ hàm linest……………………………………….……… …94 Bảng 14: Bảng số liệu ;  từ bảng kết thí nghiệm lí……………….……… …… 95 Bảng 15: Bảng kết từ hàm linest……………………………….……………… … 96 Bảng 16: Bảng số liệu ;  từ bảng kết thí nghiệm lí………….…….……… … 96 Bảng 17: Kết hàm linest………………………………………………….………… … 97 Bảng 18: Bảng số liệu ;  từ bảng kết thí nghiệm lí………….……….…………98 Bảng 19: Kết hàm linest……………………….……………………………….………100 Bảng 20: Bảng số liệu ;  từ bảng kết thí nghiệm lí………………………….…… 101 Bảng 21: Kết hàm linest…………………………………………………….………102 Bảng 22: Bảng tổng hợp thống kê theo trạng thái giới hạn I ,II……………….… 103 Bảng 23: Bảng tổng hợp thống kê theo trung bình cực đại cực tiểu………………103 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ MÓNG CỌC LY TÂM Bảng 1: Thông số cọc ly tâm…………………………………………………………………106 Bảng 2: Pvl lấy theo cataloge nhà sản xuất Phan Vũ……………………………………… 107 Bảng 3: Sức chịu tải ma sát thân cọc…………………….……………………………… 108 Bảng 4: sức chịu tải lớp đất mũi cọc……………… …………………………… 110 Bảng 5: Tải trọng tính tốn……………………………………… ……………………… 113 Bảng 6: Tải trọng tiêu chuẩn…………………………………… …………………… 113 Bảng 7: Các lực từ chân cột dời trọng tâm đáy đài………….…………………….114 Bảng 8: Giá trị Pi phản lực đầu cọc………………………………………………… 115 Bảng 9: Số liệu địa chất lấy giá trị nhỏ từ bảng thống kê địa chất 116 Bảng 10: Bảng quan hệ e-p……………………………………………………………… 118 Bảng 11: Giá trị tính lún theo lớp phân tố…………………………………………… 118 Bảng 12: Tổ hợp có lực xô ngang lớn nhất………………………………………….…119 Bảng 13: Hệ số K………………………………………………………………… 119 Bảng 14: Độ cứng lò xo…………………………………………………… ………………120 Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng 15: Tải trọng tính tốn……………………………………………………………125 16: Tải trọng tiêu chuẩn………………………………………………………….125 17: Các lực từ chân cột dời trọng tâm đáy đài……………………………………… 126 18: Giá trị Pi phản lực đầu cọc………………………………………………………….……… 127 19: Số liệu địa chất lấy giá trị nhỏ từ bảng thống kê địa chất……………………….….128 20: Bảng quan hệ e-p…………………………………………………………………………………… 130 21: Giá trị tính lún theo lớp phân tố…………………………………………… 130 22: Tổ hợp có lực xơ ngang lớn nhất…………………………….…………………131 MỤC LỤC BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 23: Hệ số K…………………………………………………….……… ……… 132 Bảng 24: Độ cứng lò xo………………………………………….…………….… ……… 132 Bảng 25: Sức chịu tải ma sát thân cọc 137 Bảng 26: sức chịu tải lớp đất mũi cọc 137 Bảng 27: Tải trọng tính tốn 140 Bảng 28: Tải trọng tiêu chuẩn…………………….………………………….…… ………140 Bảng 29: Số liệu địa chất lấy giá trị nhỏ từ bảng thống kê địa chất 143 Bảng 30: Bảng quan hệ e-p…………………………………….…….……….………… …145 Bảng 31: Giá trị tính lún theo lớp phân tố .145 Bảng 32: Tổ hợp có lực xơ ngang lớn 146 Bảng 33: Hệ số K………………………… ……………….….…………………….….146 Bảng 34: Độ cứng lò xo……………………….………………….………….………….… 147 Bảng 35: Kết moment kết cấu đài móng MLT……… …….……….……………… 154 Bảng 36: Bảng tổng hợp tính tốn cốt thép cho đài móng…………….…………………….157 CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI Bảng 8.1: Tải trọng tính tốn……………………………….…… ……………….…………165 Bảng 8.2: Tải trọng tiêu chuẩn………………………………………… ………….……… 166 Bảng 8.3: Các lực từ chân cột dời trọng tâm đáy đài……… …………….…………167 Bảng 8.4: Giá trị Pi phản lực đầu cọc………………………… ….…………… ……….167 Bảng 8.5: Số liệu địa chất lấy giá trị nhỏ từ bảng thống kê địa chất………………….…… 168 Bảng 8.6: Bảng quan hệ e-p………………………………… ………….…………………171 Bảng 8.7: Giá trị tính lún theo lớp phân tố………………….……………………………….171 Bảng 8.8: Tổ hợp có lực xô ngang lớn nhất……… ………………………………………171 Bảng 8.9: Hệ số K……………………………………………………………………… 172 Bảng 8.10: Độ cứng lò xo……………………… ………………………………………….172 Bảng 8.11: Tải trọng tính tốn…………………… ……………………………………….177 Bảng 8.12: Tải trọng tiêu chuẩn……………………………………… ………………… 178 Bảng 8.13: Các lực từ chân cột dời trọng tâm đáy đài………………………… ….179 Bảng 8.14: Giá trị Pi phản lực đầu cọc………………………… …………………….179 Bảng 8.15: Số liệu địa chất lấy giá trị nhỏ từ bảng thống kê địa chất…… ……….… 180 Bảng 8.16: Bảng quan hệ e-p……………………………………… …….…………… …182 Bảng 8.17: Giá trị tính lún theo lớp phân tố……………… …………………………… 183 Bảng 8.18: Tổ hợp có lực xơ ngang lớn nhất…………………………………………… 183 Bảng 8.19: Hệ số K…………………………………….………………………………184 Bảng 8.20: Độ cứng lò xo……………………………………………………………………184 Bảng 8.21: Sức chịu tải ma sát thân cọc 190 Bảng 8.22: sức chịu tải lớp đất mũi cọc 190 Bảng 8.23: Tải trọng tính tốn………………….……………………………………………192 Bảng 8.24: Tải trọng tiêu chuẩn……………….…………………………………………….192 Bảng 8.25: Số liệu địa chất lấy giá trị nhỏ từ bảng thống kê địa chất 195 Bảng 8.26: Bảng quan hệ e-p 197 Bảng 8.27: Giá trị tính lún theo lớp phân tố 197 Bảng 8.28: Tổ hợp có lực xơ ngang lớn nhất……… …………….…………………………198 Bảng 8.29: Hệ số K……………………………………… …………………………… 198 Bảng 8.30: Độ cứng lò xo……………………………………….………………………… 199 Bảng 8.31: Kết moment kết cấu đài móng MLT………….……………………………206 Bảng 8.32: Bảng tổng hợp tính tốn cốt thép cho đài móng……………………………209 MỤC LỤC BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC HÌNH CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC Hình 1- 1: Mặt tầng điển hình Hình 1- 2: Mặt đứng trục 1-10 Hình 1- 3: Mặt cắt 1-10 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THIẾT KẾ CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN TẦNG ĐIỂN HÌNH Hình 3- 1: Mặt sàn, phịng tầng điển hình Hình 3- 2: Xuất file F2K từ phần mềm ETAB2016.2.1 13 Hình 3- 3: Tải tường sàn phần mềm SAFE 2016 13 Hình 3- 4: Tổ hợp tải trọng safe 2016 13 Hình 3- 5: Strips sàn theo phương X Y 14 Hình 3- 6: Chạy mơ hình sàn SAFE 2012 14 Hình 3- 7: Moment theo phương X Y(KN.m) 155 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẦU THANG Hình 4- 1: Mặt cầu thang 211 Hình 4- 2: Mặt cắt cầu thang 211 Hình 4- 3: Mặt cắt cấu tạo cầu thang 222 Hình 4- 4: Khai báo SAP2000 244 Hình 4- 5: Sơ đồ chất tải 24 Hình 4- 6: Biểu đồ momen 255 Hình 4- 7: Biểu đồ lực cắt 255 Hình 4- 8: Biểu đồ phản lực gối tựa 25 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUNG TRỤC B1 Hình 5- 1: Khai báo bê tông 27 Hình 5- 2: Khai báo tiết diện sàn 27 Hình 5- 3: Khai báo tiết diện dầm 28 Hình 5- 4: Khai báo tiết diện cột 28 Hình 5- 5: Khai báo tiết diện vách 28 Hình 5- 6: Khai báo cột,dầm 29 Hình 5- 7: Mơ hình khung trục B1 29 Hình 5- 8: Mơ hình dầm, sàn 30 Hình 5- 9: Mơ hình 3D 30 Hình 5- 10: Tải hoàn thiện tác dụng lên sàn 31 Hình 5- 11: Hoạt tải chất đầy tác dụng lên sàn 31 MỤC LỤC BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 8.6.5 Kiểm tra độ lún móng cọc l) Tính tốn khối móng qui ước  Tính tốn tiêu biến dạng ứng với TTGH  Xác định góc ma sát trung bình lớp đất mà cọc xuyên qua sau: Bảng 8.25: Số liệu địa chất lấy giá trị nhỏ từ bảng thống kê địa chất Lớp đất II (o)  II hi (kN/m3) (m) II  h i  II  h i (kN/m2) 11041’ 18.08 - - - 15032’ 19.43 2.1 32.613 40.8 11038’ 8.98 2.3 26.75 20.654 27041’ 9.69 33.5 927.38 324.28 14044’ 10.32 1.9 26.52 19.61 𝜑𝑡𝑏 = ∑ 𝜑𝑖 ×ℎ𝑖 ∑ ℎ𝑖 = 250 31’ → 𝑡𝑎𝑛𝛼 = tan ( 𝜑𝑡𝑏 250 31’ ) = tan ( ) = 0.11 Xác định khối móng quy ước: + Chiều rộng khối móng quy ước: Bqu = Y + lc tg𝛼 = 12.8 + x 39.8 x 0.112 = 21.7 m + Chiều dài khối móng quy ước: Lqu = X + lc tg𝛼 = 12.8 + x 39.8 x0.112 = 21.7 m Fqu = Lqu x Bqu = 21.7 x21.7 = 471 m2 - Khối lượng đất móng khối quy ước: Qb = Aqu × Ʃhi × y’i = 471×(40.8+20.654+324.28+19.61) = 191085 kN - Khối lượng đất bị cọc, đài chiếm chỗ: Qdc = n.Ap Ʃhi × y’i + y’1Vđ = 36×0.5×405.7 + 19.43×2×13.4×13.4 = 14280 kN - Khối lượng cọc đài bê tông: Qc = n.Ap ybt.Lc + Wd = 36×0.5 ×25×39.8 + 25×2×13.4×13.4 = 26888 kN - Khối lượng tổng móng khối quy ước: Qqu = Qd + Qc – Qdc = 191085 - 14280 + 26888 = 203693 (kN) - Tải trọng quy đáy móng khối quy ước: 𝑁 𝑡𝑡 𝑡𝑐 𝑁𝑞𝑢 = 𝑁 𝑡𝑐 + 𝑊𝑞𝑢 = 1.15 + 𝑄𝑞𝑢 = 57265.9059 + 203693 = 260959 𝑘N 𝑡𝑐 Ʃ𝑀𝑞𝑢 = Mtcx + Mtcy = 16486.4 + 2901.62 = 19386 kNm - Ứng suất đáy khối móng quy ước: 𝑁 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝑃𝑡𝑏 = 𝐴𝑞𝑢 = 260959 𝑞𝑢 W= 471 𝐵𝑞𝑢 ×𝐿𝑞𝑢 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝑃𝑚𝑎𝑥 = 𝑃𝑡𝑏 ± 𝑚𝑖𝑛 = = 554 kN/m2 21.7×21.72 𝑡𝑐 𝑀𝑞𝑢 W = 1703 m3 = 554 ± 19386 1703 = 542.6 ÷ 565.4 kN/m2 SVTH: HUỲNH HỮU TRÍ - 1451020171 Trang 195 BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Cường độ tiêu chuẩn đất : Cường độ tiêu chuẩn tính theo cơng thức sau: (TCVN 9362 -2012 Mục 4.6.9) R 𝑅 𝑡𝑐 = m1.m2 ( Ab II  B.D f   II  D.cII ) ktc 1.4 × 1.2 × (0.3058 × 12 × 10.32 + 2.225 × 10.2 × 46 + 4.757 × 65.1) = 2337.75 𝑘𝑁/𝑚2 Trong đó: m1 m2 - hệ số điều kiện làm việc đất hệ số điều kiện làm việc cơng trình có tác dụng qua lại với ( Theo mục 4.6.10 TCVN 9362 – 2012) Lấy m1 = 1.4 m2 = 1.2 ktc hệ số tin cậy, ktc = đặc trưng tính tốn lấy trực tiếp từ thí nghiệm  'II - Giá trị trung bình ( theo lớp ) trọng lượng thể tích đất nằm phía độ sâu đặt móng 𝛾𝐼𝐼∗ = ∑ 𝛾𝑖 ×ℎ𝑖 ∑ ℎ𝑖 = 19.43×2.1+9.69×33.5+8.98×2.3+10.32×1.9 2.1+2.3+33.5+1.9 𝛾𝐼𝐼∗ = 10.2 kNm3  II - Có ý nghĩa trên, đất nằm phía đáy móng h0 – Chiều sâu đến tầng hầm tính (m) A, B, D - Hệ số phụ thuộc góc ma sát lớp đất mũi cọc cắm vào (lớp đất số 5) Căn số liệu địa chất ta có: II = 14048'  A =0.3058 ; B =2.225 ; D = 4.757 Điều kiện ổn định đất thỏa mãn: 𝑡𝑐 𝑃𝑡𝑏 = 554 kN/m2 < Rtc = 2337.75 kN/m2 𝑡𝑐 𝑃𝑚𝑎𝑥 = 565.4 kN/m2 < 1.2 Rtc = 2805.3 kN/m2 𝑡𝑐 𝑃𝑚𝑖𝑛 = 542.6 kN/m2 > => Thỏa mãn điều kiện áp lực lên đất mặt phẳng mũi cọc m) Tính lún theo phương pháp cộng lún phân tố  Áp lực thân đất đáy móng khối qui ước: σ bt = 19.43 × 2.1 + 9.69 × 33.5 + 8.99 × 2.3 + 10.32 × 1.9 = 405.7 (kN/m2) Áp lực gây lún đáy móng khối qui ước: 𝑡𝑐 Pgl = 𝑃𝑡𝑏 - σ bt = 544 - 405.7 = 138.3 (kN/m2) SVTH: HUỲNH HỮU TRÍ - 1451020171 Trang 196 BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 𝐿𝑞𝑢 𝐵𝑞𝑢 = 𝜎𝑔𝑙 = 𝑘𝑜𝑖 × 𝑝𝑔𝑙 ; với { 20.6 17.4 𝑧𝑖 = 3.2  Koi 𝐵𝑞𝑢 koi hệ số áp lực đất thay đổi theo độ sâu Cụ thể ko tra bảng C1- TCVN 9362-2012 - P1i = 𝜎𝑣𝑖 ′ = 𝛾𝑖 𝑍𝑖 ; (Áp lực gây lún xây dựng ) - P2i = P1i + 𝜎𝑔𝑙𝑖 (Áp lực gây lún sau xây dựng )  Tính lún theo phương pháp tổng phân tố: S  e1i  e2i  hi  e1i  Theo kết cố kết từ hố khoan ta có: Bảng 8.26: Bảng quan hệ e-p P (KN/m2) 25 50 100 200 400 800 e 0.52 0.512 0.501 0.486 0.466 0.446 Bảng 8.27: Giá trị tính lún theo lớp phân tố STT hi zi 𝑘𝑜𝑖 𝜎𝑔𝑙 P1i P2i e1i e2i Si 3 0.972 134.428 436.66 571.088 0.4641 0.4573 0.00464 0.8953 123.82 467.62 591.44 0.4625 0.4563 0.00424 3 0.7838 108.4 498.58 606.98 0.4609 0.4555 12 0.6502 89.9227 529.54 619.463 0.4594 0.4549 0.00308 tổng Si 0.0037 0.0157  Độ lún : s = 1.57 cm 5) (Theo PL.E - TCVN 10304 :2014, nhà cao tầng, khung bêtông cốt thép: [s] = 10cm) Kết luận: độ lún khối móng quy ước thỏa điều kiện độ lún cho phép SVTH: HUỲNH HỮU TRÍ - 1451020171 Trang 197 BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 8.6.6 Kiểm tra cọc chịu tải ngang theo mô hình Winkler Ta lấy tổ hợp lực có lực xơ ngang lớn để kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang Bảng 8.28: Tổ hợp có lực xơ ngang lớn M1 P2 N Qx Qy Mx Q max  My -58293.5149 111.2105 1228.857 -29679.9 -713.787 Q 2x  Q 2y 1233.879 Lực ngang tác dụng lên cọc (xem móng tuyệt đối cứng cọc chịu tác dụng lực ngang): Q Ho = n = 1233.879 36 = 34.27 kN Khi tính tốn cọc chịu tải trọng ngang, đất xung quanh cọc xem môi trường đàn hồi biến dạng tuyến tính đặc trưng hệ số Cz ( theo mơ hình Winkler) Hệ số Cz đất tính tốn theo cơng thức: Cz = K  z c Trong đó:  z : độ sâu tiết diện cọc đất tính từ đáy đài   c : hệ số điều kiện việc ( cọc làm việc độc lập lấy 3)  K : hệ số nền, tra theo bảng A.1 TCVN 10304 tùy theo loại đất Bảng 8.29: Hệ số K Hệ số tỷ Lớp Trạng thái đất Lớp kN/m4) Sét pha cát, xám trắng nâu đỏ vàng, Trạng thái rắn Lớp Lớp Lớp lệ K ( Sét pha cát, xám trắng vàng nhạt Trạng thái rắn Cát vừa đến mịn lẫn bột, màu nâu vàng Trạng thái chặt vừa Đất sét lẫn bột, màu nâu vàng nâu đỏ xám trắng Trạng thái cứng Chiều dài cọc (m) 18000 2.1 18000 2.3 18000 33.5 30000 1.9 SAP2000 Chọn khoảng cách lò xo 1m Độ cứng lò xò : ki = Czi×Ai Trong đó: Ai diện tích lị xo  A=0.8×1= m2 Để đơn giản q trình tính tốn, ta lập bảng tính sau: SVTH: HUỲNH HỮU TRÍ - 1451020171 Trang 198 BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 8.30: Độ cứng lò xo Stt Lớp đất Chiều dài cọc (m) 2.1 2.3 Độ sâu z (m) CZ (kN/m3) Độ cứng lò xo ki (kN/m) 6000 4800 2.1 12600 10080 3.1 18600 14880 4.4 26400 21120 5.4 32400 25920 6.4 38400 30720 7.4 44400 35520 8.4 50400 40320 9.4 56400 45120 10 10.4 62400 49920 11 11.4 68400 54720 12 12.4 74400 59520 13 13.4 80400 64320 14 14.4 86400 69120 15 15.4 92400 73920 16 16.4 98400 78720 17.4 104400 83520 18 18.4 110400 88320 19 19.4 116400 93120 20 20.4 122400 97920 21 21.4 128400 102720 22 22.4 134400 107520 23 23.4 140400 112320 24 24.4 146400 117120 25 25.4 152400 121920 26 26.4 158400 126720 27 27.4 164400 131520 28 28.4 170400 136320 29 29.4 176400 141120 17 33.5 SVTH: HUỲNH HỮU TRÍ - 1451020171 Trang 199 BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 30 30.4 182400 145920 31 31.4 188400 150720 32 32.4 194400 155520 33 33.4 200400 160320 34 34.4 206400 165120 35 35.4 212400 169920 36 36.4 218400 174720 37 37.9 227400 181920 38.9 389000 311200 39.8 398000 318400 38 39 1.9 Dùng phần mềm SAP2000 v14 để xác định mô men, lực cắt, chuyển vị góc xoay đầu cọc Khai báo tiết diện bê tơng B30 Khai bao tiết diện cọc hình trụ trịn có D800 - Khai báo liên kết SAP: Hình 8-15: Khai báo liên kết tự mũi cọc Hình 8- 16: Khai báo liên kết ngàm trượt đầu cọc SVTH: HUỲNH HỮU TRÍ - 1451020171 Trang 200 BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Kết nội lực: - Biểu đồ mômen: - Biểu đồ lực cắt: Mômen lớn Mmax = -91.44 (kNm) Lực cắt lớn Qmax = -34.27 (kN) Hình 8- 17: Moomen lực cắt cọc Chuyển vị góc xoay đầu cọc: Hình 7- 42: Chuyển vị đầu cọc -Chuyển vị: xo = 0.0003 = 0.09 cm < gh  2cm (Theo mục 11.12 TCVN 10304 -2014) Ta có giá trị moment Mmax Qmax cọc chịu tải trọng ngang SAP2000 (( đồ thị quan hệ moment theo độ sâu) Mmax= 91.44 kN.m; Qmax= 34.27 kN Tiết diện cọc tròn, để đơn giản q trình tính tốn, ta quy đổi tiết diện hình vng SVTH: HUỲNH HỮU TRÍ - 1451020171 Trang 201 BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP A Tròn = π × 0.82 = 0.503 m ; b vuông = F = 0.503 = 0.709 m Chọn a=0.07m ,  h  0.709  0.07  0.639 αm = Mmax 91.44 × 106 = = 0.0265 γ × Rb × b × h20 0.9 × 17 × 709 × 6392 ξ=1-√1-2 × αm =1-√1-2 × 0.0265 = 0.0269 ξ × γ × Rb × b × h0 0.0269 × 0.9 × 17 × 709 × 639 As = = = 397.4(mm2 ) Rs 365 Diện tích cốt thép cọc ban đầu chọn thiết kế thép cọc: 10ø18 có As = 25.44 cm2 Vậy cốt thép dọc cọc đủ chịu moment uốn tải ngang gây  Diện tích cốt thép đảm bảo điều kiện moment ( cốt thép) lớn gần đáy đài , độ sâu gần phía mũi cọc moment tương đối nhỏ , nên để đảm bảo mặt kinh tế đoạn 1/3 gần mũi cọc ta cắt 50% lượng thép dọc Kiểm tra khả chịu cắt: ta có giá trị Qmax= 34.27 kN Kiểm tra điều kiện tính cốt đai: Q0 =0,75 × Rbt × b × h0 =0,75 × 1200 × 0,709 × 0,639= 407.75 (KN)>Qmax= 34.27KN 8.6.7 Mơ hình kết cấu móng cơng trình 7.6.10.1 Mơ hình kết cấu móng tính tốn MLT– Dùng phần mềm SAFEv12 Việc tính tốn mang tính chất sơ , cần kiểm tra lại tất tổ hợp tải trọng để xác định xác khả chịu lực cọc.Trong đồ án, sinh viên chọn tổ hợp N max ; M x ; M y ; Q x ; Q y để kiểm tra, tổ hợp lại tính tốn tương tự Các bước thực tính tốn phần mềm SAFEv12 Bước 1: Xuất nội lực từ phần mềm ETABS sang phần mềm SAFE ( để thuận tiện cho việc tính tốn cho tất móng, sinh viên mơ hình móng u cầu tính tốn MB,MG MLT) Xuất nội lực từ Tầng BASE tính tốn Hình 8- 18: Chọn tầng tải cần xuất nội lực SVTH: HUỲNH HỮU TRÍ - 1451020171 Trang 202 BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bước 2: Khai báo vật liệu cho kết cấu đài móng SAFEv12 Chọn Define → Materials… → Add New Materials… Khai báo thông số cho vật liệu làm kết cấu đài móng Hình 9.6-3: Hình 8- 19: Khai báo đặc trưng vật liệu bê tông làm đài móng Bước 3: Mơ cọc điểm lị xo có độ cứng sơ k  R c,d S Ta xem cọc lò xo có độ cứng K Độ cứng đàn hồi lị xo xác định thơng qua độ lún thí nghiệm nén tĩnh Tuy nhiên, để đơn giản ta tính độ cứng đàn hồi lị xo độ lún cọc: ( Theo phụ lục B TCVN 10304 – 2014) P K  tk S Trong đó:  Ptk : tải trọng thiết kế  S : độ lún cọc đơn tác dụng tải trọng giai đoạn sử dụng cơng trình Khi độ cứng lị xo để gán vào phần mềm SAFE : K= 5170 = 329.3 kN/mm 0.0157×1000 SVTH: HUỲNH HỮU TRÍ - 1451020171 Trang 203 BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bước 4: Mơ hình móng cơng trình SAFEv12 Hình 8- 20: Mơ hình móng cơng trình MLT Bước 5: Khai báo độ cứng lị xo Chọn Define → Point Spring Properties… → Chọn Add New Property (Modify/Show Property…)… Hình 8- 21: Khai báo thơng số lị xo cho cọc SVTH: HUỲNH HỮU TRÍ - 1451020171 Trang 204 BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bước 6: Gán lị xo cho tất điểm mơ cọc Chọn Tất điểm mô cọc → Assign → Support Data → Point Spring… Hình 8- 22: Mơ hình kết cấu móng gán lị xo cho cọc Bước 7: Khai báo dải Strip tính tốn kết cấu đài móng Để đơn giản, sinh viên vẽ dải Strips có bề rộng trung bình b  1m cho kết cấu móng tính tốn MLT Chọn Draw → Draw Design Strips Hình 8- 23: Mơ hình dải Strip theo phương X Y đài móng Bước 8: Mesh sàn trước chạy Hình 8- 24: Mesh sàn SVTH: HUỲNH HỮU TRÍ - 1451020171 Trang 205 BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bước 9: Chạy mơ hình xuất phản lực đầu cọc Chọn Run → Run Analysis & Design (Hoặc bấm F5) 8.6.8 Tính tốn cốt thép cho đài móng Dựa vào kết phần mềm SAFEv16, kết nội lực đài móng theo dải nhịp dải nhịp thể hình Hình 8- 25:Moment max theo phương cạnh x y ( Strip A, B) Hình 8- 26: Moment theo phương cạnh x y ( Strip A, B) SVTH: HUỲNH HỮU TRÍ - 1451020171 Trang 206 BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  Kết nội lực Bảng 8.31: Kết moment kết cấu đài móng MLT Phương nội lực Cạnh x( Strip A) Cạnh y (Strip B) Moment (kNm) Max ( lớp dưới) 2907 Min ( lớp trên) -150.5 Max ( lớp dưới) 5573 Min ( lớp trên) - 8.6.9 Kiểm tra phản lực đầu cọc ( theo phương pháp phần tử hữu hạn – dùng phần mềm SAFEv12.3.2) Từ Mơ hình kết cấu móng cơng trình ta có xuất phản lực đầu cọc sau: Kết phản lực đầu cọc MB – Vách lõi thang Trường hợp 𝑃𝑚𝑎𝑥 (𝑃𝑚𝑎𝑥 = 3120.64 𝑘𝑁) Hình 8-27: Phản lực đầu cọc Pmax trường hợp BAO max cho móng MB Trường hợp 𝑃min (𝑃min = 1907.8 𝑘𝑁) Hình 8- 28: Phản lực đầu cọc Pmin trường hợp BAO cho móng MB SVTH: HUỲNH HỮU TRÍ - 1451020171 Trang 207 BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Pmax = 3120.64 kN < R c,d = 5170kN ( Cường độ cọc nằm hố Pit) Nhận xét: { Pmax = 3120.64 kN < R c,d = 5078.3kN ( Cường độ cọc hố Pit) Pmin = 1907.8 kN > → Cọc đạt yêu cầu không bị nhổ phá hủy 8.6.10 Kiểm tra xuyên thủng - Tác nhân gây xuyên thủng đài cọc phản lực cọc nằm đáy tháp chọc thủng Nếu tất cọc nằm đáy tháp xuyên thủng xem đài móng tuyệt đối cứng, khơng cần kiểm tra xuyên thủng - Tháp xuyên thủng xuất phát từ mép vách mở rộng phía góc 45 Hình 8- 29: Tháp xun thủng đài móng MLT Pxt = tổng phản lực cọc nằm tháp chống xuyên Pcx = 0.75RbtUctho = 0.75Rbt2( lv + bv)ho Pxt = P1+2+3+4+5+6+7+11+12+31+32+33+34+35+36 = 33731.55 kN Pcx = 0.75x1700x2x(11.75+2.9)x2 = 74715 kN   Pxt = 33731.55 < Pcx = 74715 kN đài cọc không bị phá hủy Tính tốn cốt thép SVTH: HUỲNH HỮU TRÍ - 1451020171 Trang 208 BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cắt dải móng có bề rộng 1m tính tốn dầm có kích thước (b h) m  (1.0  ) m Giả thuyết 𝑎 = 200 𝑚𝑚 → ℎ0 = ℎ − 𝑎 = 2000 − 200 = 1800𝑚𝑚 b  1000mm, R b  17MPa, R s  365MPa Tính tốn điển hình cho dải có Moment : Mmax = 3177.9 kNm 𝛼𝑚 = 𝛾.𝑅 5573×106 𝑀 𝑏 𝑏.ℎ𝑜 = 17×1000×18002 = 0.101 𝜉 = − √1 − × 𝛼𝑚 = − √1 − × 0.101 = 0.106 Diện tích cốt thép tính tốn: 𝐴𝑠 = 𝜉×𝑦×𝑅𝑏 ×𝑏×ℎ𝑜 𝑅𝑠 = 0.106×17×1000×1800 365 = 8961 mm2 Chọn 𝜙20 a 100 có As = 1900 mm2 bố trí thép thép phương x lớp đài cọc 9056 Kiểm tra: μmin =0.05%