CHƯƠNG 2. LÝ THUYẾT VỀ BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC , PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC , THI CÔNG CỌC BÊ TÔNG LY TÂM ỨNG LỰC TRƯỚC
3.3 Mô tả tổng quát kết cấu công trình
3.3.1 Các thông số chính của công trình:
Theo thiết kế kiến trúc, công trình gồm 1 hầm; tầng trệt; tầng lửng; tầng 2, 3, 4, 5 sân thượng và mái. Chiều cao của công trình kể từ nền trệt hoàn thiện là 24m. Trong đó tầng hẩm dùng để xe 2 bánh, 4 bánh; các tầng từ 1 đến 5 dùng làm phòng làm việc, và giao dịch. Chiều cao cụ thể của từng tầng như sau:
Hầm : H = 2,7 m
Tầng trệt : H = 3,9 m Tầng lửng : H = 3,3 m Tầng 2 đến tầng 5 : H = 3,45 m Tầng sân thượng đến mái : H = 3,9 m
3.3.2 Hệ thống kết cấu chịu lực chính của công trình:
3.3.2.1 Giải pháp kết cấu phần trên của móng:
Công trình có bước cột thay đổi từ 6 m đến 7,6 m. Với bước cột lớn nhất bằng 7,6 m, hệ kết cấu chịu lực thượng tầng hợp lý về kỹ thuật và kinh tế là hệ cột, vách-dầm-sàn bằng bê tông cốt thép thông thường đổ tại chỗ.
Kết cấu chịu lực của công trình sẽ được thi công bằng vật liệu bêtông cốt thép đổ tại chỗ với các đặc điểm như sau:
Bê tông: mác 500 cho kết cấu cọc, kết cấu Móng-vách-cột-dầm-sàn dùng mác 300, còn lại tất cả các hạng mục khác dùng mác 250.
Cốt thép: loại AI, Rs=2250 Kg/cm2 cho φ ≤ 10; loại AIII, Rs=3650 KG/cm2 cho φ ≥ 12
Hình 3.5: Sơ đồ không gian tính toán của công trình
Các loại tải trọng tác động lên công trình được nhập vào mô hình tính như sau:
3.3.2.1.1.Tải trọng đứng:
a. Tĩnh tải:
Tĩnh tải gồm có trọng lượng bản thân của các hạng mục kết cấu chịu lực như: cột, dầm, sàn, vách cứng và các cấu kiện khác như: tường gạch, gạch lát nền, vữa lót trát
… Trọng lượng bản thân của các hạng mục kết cấu chịu lực được tính tự động bởi Chương trình ETABS, còn giá trị của các loại tĩnh tải khác được nêu trong các bảng sau đây.
Bảng 3.2: Bảng tĩnh tải do tường gạch
Vật liệu g
(Kg/m2) n gtt
(Kg/m2)
Tường 10 gạch ống 180 1.1 198
Tường 20 gạch ống 330 1.1 363
b. Hoạt tải sử dụng trên các sàn:
Các giá trị hoạt tải trên sàn được nêu trong bảng sau:
Bảng 3.3: Bảng hoạt tải trên các sàn Hoạt tải sử dụng ptc
(Kg/m2) n ptt
(Kg/m2)
Văn phòng 200 1.2 240
Ban công 200 1.2 240
Cầu thang, sảnh, hành lang 400 1.2 480
Mái bê tông cốt thép 30 1.3 39
3.3.2.1.2.Tải trọng ngang:
Tải trọng ngang do gió tác động lên công trình được tính theo TCVN 2737 – 1995.
Do công trình có chiều cao nhỏ hơn 40m nên khi tính toán áp lực gió ta chỉ xét đến thành phần tĩnh, không xét thành phần động.
- Giá trị tiêu chuẩn W:
W =Wo× ×k C Trong đó:
Wo = giá trị của áp lực gió lấy theo vùng IIA (Wo = 83 Kg/m2)
k = hệ số kể đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình (dạng B) C = hệ số khí động (C = +0.8 đối với mặt đón gió, C = -0.6 đối với mặt khuất gió) - Giá trị tính toán Wtt :
n W Wtt = × n = hệ số độ tin cậy (n = 1,2)
Dựa trên các công thức (1), (2) ta xác định được thành phần tĩnh của tải trọng gió tác dụng lên công trình tại các độ cao khác nhau. Áp lực gió dạng phân bố sẽ được quy thành lực tập trung đặt tại các nút khung theo công thức:
× +
× +
= 2 2
2 1 2
1 l h h
q l
F (T)
Trong đó:
F : tải trọng gió tập trung tại nút khung q : áp lực gió (T/m2)
l1,l2 : bước cột bên trái và bên phải của nút khung đang xét (m) h1,h2 : chiều cao tầng bên dưới và bên trên nút khung đang xét (m) Kết quả tính toán tải trọng gió được trình bày trong bảng phụ lục.
3.3.2.1.3.Tổ hợp tải trọng:
Quá trình tổ hợp tải trọng được Chương trình Etabs tính tự động. Sau đây là bảng các tổ hợp tải trọng tác dụng lên kết cấu khung.
Bảng 3.4: Bảng cáctổ hợp tải trọng tác dụng lên kết cấu khung
TT Tổ hợp
Tải trọng
BT DEAD LIVE GioXdương GioXâm GioYdương GioYâm
1 Comb01 X X X
2 Comb02 X X 0.9X 0.9X
3 Comb03 X X 0.9X 0.9X
4 Comb04 X X 0.9X 0.9X
5 Comb05 X X 0.9X 0.9X
6 BAO Đường bao (Comb01, Comb02, ……, Comb05)
Nếu trong tổ hợp có từ 2 loại hoạt tải trở lên, giá trị các hoạt tải được nhân với hệ số tổ hợp tải trọng bằng 0.9 (tổ hợp cơ bản 2).
Trọng lượng bản thân các cấu kiện bê tông cốt thép như sàn, cột, dầm, vách cứng:
được tính toán tự động bởi Chương trình Etabs.
Tĩnh tải do gạch lát nền, vữa lót sàn & vữa trát trần, … được nhập dưới dạng tải trọng phân bố đều trên sàn.
Tĩnh tải do tường gạch, vách ngăn: được nhập dưới dạng tải phân bố đều trên dầm (đối với tườngbao) hoặc quy đổi và nhập dưới dạng tải trọng phân bố đều trên sàn (đối với tường ngăn, vách ngăn).
Hoạt tải sử dụng trên sàn: được nhập dưới dạng tải trọng phân bố đều trên sàn.
Tải trọng gió: được nhập dưới dạng tải trọng tập trung tác dụng vào các nút khung. 3.2.2.2 Giải pháp kết cấu phần dưới của móng:
Trong thiết kế kết cấu, việc lựa chọn phương án móng phụ thuộc vào 2 yếu tố chính:
Tải trọng công trình bên trên truyền xuống móng Đặc trưng địa chất của khu vực xây dựng công trình
Trong số các phương án móng phù hợp với 2 yếu tố nêu trên, phương án được chọn sẽ là phương án khả thi về mặt kỹ thuật và mang lại hiệu quả kinh tế nhất.
Căn cứ trên tải trọng truyền xuống móng và đặc điểm địa chất tại khu vực xây dựng, các phương án móng có thể ứng dụng đối với công trình này là:
Phương án móng cọc ép và cọc betong ly tâm ứng lực trước: cọc bê tông cốt thép (BTCT) được đúc sẵn và thi công bằng phương pháp ép tại hiện trường.
Phương án móng cọc khoan nhồi: được thi công bằng cách đổ bê tông vào các hố được khoan sẵn trong đất.