Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình

NHIỆM VỤ: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNHCÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ KIẾN TRÚC CỦA CÔNG TRÌNHCÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT Tư*ƠNG ỨNG CỦA CÔNG TRÌNHGIẢI PHÁP KẾT CẤU CỦA CÔNG TRÌNH CÁC BẢN VẼ KÈM THEO: KT 01: MẶT BẰNG TẦNG 1; MẶT ĐỨNG TRỤC 1-15,A-D; MẶT ĐỨNG SAU.KT 02: MẶT BẰNG TẦNG 2-5; MẶT BẰNG MÁI; CHI TIẾT SI NÔ.KT 03: MẶT ĐỨNG TRỤC 15-1, MẶT CẮT A-A, B-B; CHI TIẾT TAM CẤP. I. KHÁI QUÁT NHIỆM VỤ KIẾN TRÚC. Thái Nguyên là một tỉnh có trung tâm chính trị - kinh tế - văn hóa khá phát triển, trong những năm gần đây với sự phát triển của nền kinh tế thị trường cùng với sự gia tăng dân số đô thị, khối l*ượng xây dựng nhà ở, công trình phúc lợi công cộng, cơ sở hạ tầng . cũng tăng lên khá nhanh. Tỉnh Thái nguyên ngày càng phát triển với các ngành công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và dịch vụ thương mại đã góp phần quan trọng trong việc gia tăng giá trị tổng sản phẩm của tỉnh. Thu nhập bình quân trên đầu ng*ười tăng, đời sống nhân dân đ*ược nâng cao. Trong công cuộc đổi mới của toàn xã hội, nhu cầu xây dựng cơ sở hạ tầng cho lực lư*ợng vò trang trong toàn quân nói chung và Trường Quân sự Quân khu 1 nói riêng là sự cần thiết và cấp bách. Xét nhu cầu và khả năng ngân sách Nhà nư*ớc đầu tư cho Quốc phòng, Chủ đầu t*ư quyết định xây dựng một căn nhà 5 tầng, có 15 phòng học, kết hợp 5 phòng nghỉ của giáo viên để đáp ứng phần nào nhu cầu sử dụng. 1. Tên công trình: Giảng đường Tr*ường Quân sự Quân khu 1 2. Nhiệm vụ và chức năng: Giảng đ*ường Tr*ường Quân sự QK1 đ*ược xây dùng trong nội thành Thành phố Thái Nguyên, theo tổng quy hoạch phát triển chung của Tr*ường. Công trình đã góp phần giải quyết đ*ược những nhu cầu học tập và giảng dạy của nhà tr*ường. 2. Chủ đầu t*: Tr*ừơng Quân sự Quân khu 1 3. Địa điểm xây dựng và vị trí giới hạn: - Địa điểm xây dựng: Thành phố Thái Nguyên - Tỉnh Thái Nguyên. Vị trí xây dựng nằm trong khuôn viên của tr*ường tại thành phố. - Hình dạng và diện tích khu đất: Khu đất xây dựng công trình có hình chữ nhật, với diện tích 1.200m2. - Vị trí giới hạn: + Phía Nam (mặt tr*ớc của nhà): Sân Tr*ường + Phía Bắc (mặt sau của nhà): Giáp khu dân cư* thấp tầng + Phía Tây (trục dọc): Nhà khách. + Phía Đông (trục dọc): Giáp khu đất chưa xây dựng - Quy mô, công suất và cấp công trình: Công trình bao gồm 5 tầng sử dụng, gồm 1 khối nhà hình chữ nhật: + Chiều cao công trình là 23,7m, chiều rộng là 13,5m chia thành 2 nhịp, chiều dài là 54,45m đ*ợc chia thành 14 b*ớc cột. + Diện tích xây dựng mỗi tầng: 620m2 + Tổng diện tích sàn xây dựng: 3103m2 + Tầng 1: Chiều cao tầng 4,5m. + Tầng 2,3,4,5: Chiều cao tầng 3,9m, được sử dụng làm các phòng học cho các học viên của tr*ường. + Tầng mái: Mái lợp tôn chống nóng, trên đó đặt bể n*ớc mái, xung quanh có xây t*ường chắn mái. - Cấp công trình: Công trình cấp 3. - Các đặc điểm khác có liên quan đến điều kiện tổ chức thi công: Công trình đ*ợc xây dùng trong khuôn viên của tr*ường, phục vụ cho việc đào tạo, huấn luyện lực l*ợng vò trang Quân khu 1 (6 tỉnh phí Bắc: Thái Nguyên, Bắc Kạn, Cao Bằng, Lạng Sơn, Bắc ninh, Bắc Giang) nên đ*ược sù quan tâm của Bộ Quốc phòng, Bộ tư* lệnh Quân khu 1, ban giám hiệu nhà tường. Hiện nay mọi thủ tục pháp lý đã đ*ược hoàn tất. Ngoài ra khu đất xây dựng bằng phẳng rộng rãi nên tạo điều kiện thuận lợi cho việc thi công công trình.

doc167 trang | Chia sẻ: banmai | Ngày: 27/03/2013 | Lượt xem: 1638 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Các giải pháp kỹ thuật tương ứng của công trình, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
i chịu cắt. - Tính toán cốt đai khi không đặt cốt xiên: + Lực cốt đai phải chịu: + Chọn đường kính cốt đai có diện tích tiết diện là fd, số nhánh của cốt đai là n. Khoảng cách tính toán của cốt đai: Khoảng cách cực đại của cốt đai: Khoảng cách cấu tạo của cốt đai: + Đầu dầm uct £ ( h/2 ; 150 cm ) khi h £ 45 cm + Giữa dầm uct £ ( 3h/4 ; 50 cm ) khi h > 30 cm Khoảng cách giữa các cốt đai chọn: ud £ ( utt , umax , uct ) 2. Thiết kế thép cho cấu kiện : Tính toán dầm D2(22x70cm,nhịp dầm 9m,phần tử D2) khung trục 4, tầng 1. 2.1. Thông số tính toán: a. Kích thước hình học: - Tiết diện dầm: h = 70 cm , b = 22 cm - Nhịp dầm: L = 900 cm b. Nội lực: - Nội lực dầm được xuất ra và tổ hợp ở 3 tiết diện. Trên cơ sở bảng tổ hợp nội lực, ta chọn cặp nội lực nguy hiểm nhất tại từng tiết diện để tính toán thép. Tên dầm Vị trí Tiết diện (m) M- (KGm) M+ (KGm) Q (kG) D2 I -I -31781.817 -  19555.95 II- II - 16775.441 4189.84 III-III -31429.419  - 19299.476 c. Vật liệu: - Bêtông mác 250, có Rn = 110 kG/cm2, Rk = 8,8 kG/cm2. - Cốt thép nhóm AII, có Ra= 2800 kG/cm2, cốt đai AI có Rađ = 1800kG/cm2. - Tra bảng có : ao = 0,58 và Ao = 0,412 2.2. Thiết kế cốt dọc: a. Tiết diện chịu Momen dương (Tiết diện II-II): M+ = 16775kGm - Sàn nằm trong vùng chịu nén, tham gia chịu lực với sườn, tính toàn theo tiết diện chữ T chiều rộng cánh đưa vào tính toán là bc: bc = 142cm (đã tính toán ở phần trên) Giả thiết a = 3 cm, ho = 70 – 3 = 67 (cm) - Xác định vị trí trục trung hoà bằng cách tính Mc Mc = Rn. bc. hc. ( ho - 0,5 hc )/100 = 110.142.10.(67 - 0,5.10) Mc = 89815 (KGm)) > M = 16775(kGm) Trục trung hoà đi qua cánh, tính toán nh­ tiết diện chữ nhật bc x h.=142x70 - Tính hệ số: - Tra bảng ra g = 0.916 == 9,77(cm2) - Chọn thép 2f 25 có Fa = 9,82 (cm2) b. Tiết diện chịu Momen âm (Tiết diện III-III): M- = 31781kGm - Giả thiết a = 4 cm, từ đó ho = 70 - 4 = 66 (cm) - Tính hệ số: - Tra bảng ra g = 0,82 = = 21,1 (cm2) - Chọn thép sơ bộ 3f22+2f25 (bố trí thành 2 lớp), có Fa = 21,21 cm2 - Hàm lượng cốt thép và kích thước tiết diện là khá hợp lý khi hàm lượng cốt thép 0,5% £ m £ 2,5%. c. Tiết diện chịu Momen âm (Tiết diện I-I): M- = 31429 kGm Tương tù ta tính đuọc Fa=20,8cm2. Chọn thép sơ bộ 3f22+2f25(bố trí thành 2 lớp), có Fa = 21,21 cm2 2.3. Thiết kế cốt đai: - Nội lực thiết kế: Qmax = -19556 kG - Kiểm tra điều kiện 1 Q £ ko. Rn. b.ho = 0,35.110.22.66 = 55902(kG) Thoả mãn, đảm bảo điều kiện bêtông không bị Ðp vỡ bởi ứng suất nén chính. - Kiểm tra điều kiện 2 : Q £ k1. Rk. b. ho = 0,6.8,8.22.66 =7666(kG) Điều kiện 2 không thoả mãn. Ta phải tính toán cốt đai cho dầm. - Chọn đai f8 thép AI, fd = 0,503 cm2, Rad = 1800 kG/cm2, nd = 2 Ta có: (cm) Theo umax : (cm) - Theo cấu tạo: do h > 45 (cm) nên uct £ ( h/3 = 23,3) Chọn 200 (mm) - Theo cấu tạo nút khung nhà: Vậy ta chọn khoảng cách các cốt đai nh­ sau: + Hai đầu dầm (khoảng1/4 nhịp dầm) dùng Æ8 a150mm. + Phần còn lại dùng Æ8 a200mm. (Các phần tử dầm còn lại được lập thành bảng tính trình bày trong phụ lục). * Bố trí cốt thép: BẢNG TÍNH CỐT THÉP DỌC KHUNG TRỤC 4 Tên dầm Vị trí Tiết diện (m) M- (KGm) M+ (KGm) b(cm) h (cm) a (cm) h0 (cm) Thép chịu momen âm Thép chịu momen dương A g Fa Fa chọn m% A g Fa tính Fa chọn m% D1 I -I -2733.4 2093.13 22 30 4 26 0.17 0.91 4.14 2f22 7.6 1.33 0.128 0.931 3.09 2f16 4.02 0.70 II- II -712.117 299.474 22 30 3 27 0.04 0.98 0.96 2f22 7.6 1.28 0.017 0.991 0.40 2f16 4.02 0.68 III-III -4523.615 1871.03 22 30 4 26 0.28 0.83 7.45 2f22 7.6 1.33 0.114 0.939 2.74 2f16 4.02 0.70 D2 I -I -31781.817 896.26 22 70 4 66 0.30 0.82 21.10 3f22+2F25 21.21 1.46 0.009 0.996 0.49 2f25 9.82 0.68 II- II 0 16775.441 22 70 3 67 Thép CT 0.00 0.154 0.916 9.77 2f25 9.82 0.67 III-III -31429.419 2381.12 22 70 4 66 0.30 0.82 20.80 3f22+2F25 21.21 1.46 0.023 0.989 1.30 2f25 9.82 0.68 D5 I -I -2441.901 711.12 22 30 4 26 0.15 0.92 3.65 2f16 4.02 0.70 0.043 0.978 1.00 2f16 4.02 0.70 II- II -345.693 245.508 22 30 3 27 0.02 0.99 0.46 2f16 4.02 0.68 0.014 0.993 0.33 2f16 4.02 0.68 III-III -2367.965 1327.07 22 30 4 26 0.14 0.92 3.53 2f16 4.02 0.70 0.081 0.958 1.90 2f16 4.02 0.70 D6 I -I -24613.379 0 22 70 4 66 0.23 0.87 15.40 5f22 15.7 1.08 Thép CT 2f25 9.82 0.68 II- II 0 17257.98 22 70 3 67 Thép CT 0.00 0.159 0.913 10.08 2f25 9.82 0.67 III-III -25302.111 0 22 70 4 66 0.24 0.86 15.91 5f22 15.7 1.08 Thép CT 2f25 9.82 0.68 D9 I -I -949.543 0 22 30 4 26 0.06 0.97 1.34 2f16 4.02 0.70 Thép CT 2f16 4.02 0.70 II- II -125.923 159.044 22 30 3 27 0.01 1.00 0.17 2f16 4.02 0.68 0.009 0.995 0.21 2f16 4.02 0.68 III-III -1134.811 0 22 30 4 26 0.07 0.96 1.62 2f16 4.02 0.70 Thép CT 2f16 4.02 0.70 D10 I -I -11090.738 0 22 70 4 66 0.11 0.94 6.28 2f22 7.6 0.43 Thép CT 2f25 9.82 0.68 II- II 0 14195.29 22 70 3 67 Thép CT 0.00 0.131 0.930 8.14 2f25 9.82 0.67 III-III -11099.825 0 22 70 4 66 0.11 0.94 6.28 2f22 7.6 0.43 Thép CT 2f25 9.82 0.68 BẢNG TÍNH CỐT THÉP ĐAI Tên dầm Vị trí Tiết diện (m) Q (kG) b(cm) h (cm) Cốt đai chịu cắt Điều kiện hạn chế Kiểm tra điều kiện Số nhánh cốt đai (n) fđ (cm2) f8 qđ utt (cm) umax (cm) uct (cm) u (cm) uc (cm) 0.35*Rn*b*h0 0.6*Rk*b*h0 D1 I -I 3057.78 22 30 22022 3020.16 tính toán 2 0.503 8.93 202.8 64.2 15.0 15.0 15 II- II 2906.39 22 30 22022 3020.16 cấu tạo 2 0.503 8.07 224.4 67.5 15.0 15.0 15 III-III 4063.07 22 30 22022 3020.16 tính toán 2 0.503 15.77 114.8 48.3 15.0 15.0 15 D2 I -I 19556 22 70 55902 7666.56 tính toán 2 0.503 56.69 31.9 64.7 23.3 23.3 15 II- II 4189.84 22 70 56749 7782.72 cấu tạo 2 0.503 2.52 717.2 311.1 23.3 23.3 20 III-III 19299.5 22 70 55902 7666.56 tính toán 2 0.503 55.21 32.8 65.5 23.3 23.3 15 D5 I -I 2865.54 22 30 22022 3020.16 cấu tạo 2 0.503 7.84 230.9 68.5 15.0 15.0 15 II- II 1681.2 22 30 22869 3136.32 cấu tạo 2 0.503 2.50 723.4 125.9 15.0 15.0 15 III-III 2464.43 22 30 22022 3020.16 cấu tạo 2 0.503 5.80 312.2 79.7 15.0 15.0 15 D6 I -I 17778.6 22 70 55902 7666.56 tính toán 2 0.503 46.85 38.7 71.2 23.3 23.3 15 II- II 2353.98 22 70 56749 7782.72 cấu tạo 2 0.503 0.80 2272.0 553.8 23.3 23.3 20 III-III 17846.1 22 70 55902 7666.56 tính toán 2 0.503 47.21 38.4 70.9 23.3 23.3 15 D9 I -I 1395.95 22 30 22022 3020.16 cấu tạo 2 0.503 1.86 972.9 140.6 15.0 15.0 15 II- II 334.298 22 30 22869 3136.32 cấu tạo 2 0.503 0.10 18294.7 633.3 15.0 15.0 15 III-III 1429.52 22 30 22022 3020.16 cấu tạo 2 0.503 1.95 927.8 137.3 15.0 15.0 15 D10 I -I 11090.9 22 70 55902 7666.56 tính toán 2 0.503 18.23 99.3 114.1 23.3 23.3 15 II- II 544.19 22 70 56749 7782.72 cấu tạo 2 0.503 0.04 42512.3 2395.5 23.3 23.3 20 III-III 10744.5 22 70 55902 7666.56 tính toán 2 0.503 17.11 105.8 117.7 23.3 23.3 15 C. THIẾT KẾ SÀN TẦNG 3: 1. Số liệu tính toán: Sàn tầng của công trình là sàn bê tông cốt thép toàn khối liên tục, các sàn được kê lên các dầm đổ toàn khối cùng sàn. Xét tỷ số kích thước ta có thể suy ra dạng sàn là loại gì và phương pháp tính toán của sàn đó. Số liệu tính toán của vật liệu; - Bê tông mác 250 có: + Rn = 110 kG/cm2 + Rk = 8,8 kG/cm2. - Thép nhóm AI có: + Ra = 2100 kG/cm2 + Rađ = 1800 kG/cm2. - Tra hệ số ao và Ao theo bảng ta có: ao = 0,58 , Ao = 0,412 BẢNG THỐNG KÊ TẢI TRỌNG Sè TT Loại sàn Tĩnh tải (KG/ m2) Hoạt tải (KG/ m2) Tổng tải trọng (KG/ m2) 1 Sàn hành lang (Ô1) 388 360 748 2 Sàn phòng học (Ô2) 388 240 628 3 Sàn WC (Ô3) 593 195 788 CÁC LOẠI Ô BẢN TRONG SÀN ĐIỂN HÌNH Sè TT Ký hiệu Lt1 (m) Lt2 (m) Lt2/ Lt1 (m) Kết luận 1 Ô1 2,1 3,6 1,71 Bản kê bốn cạnh (sơ đồ khớp dẻo) 2 Ô2 3,6 8,1 2,25 Bản kê loại dầm (sơ đồ đàn hồi) 3 Ô3 2,7 8,1 3,00 Bản kê loại dầm (sơ đồ đàn hồi) 2. Tính sàn hành lang (Ô1: KT 2,1x3,6m): a. Tải trọng: Tải trọng toàn phần: qb = 388 + 360 = 748 (KG/m2) b. Sơ đồ tính: Mặt bằng ô sàn nh­ hình vẽ: c. Xác định nội lực: Xét tỉ số 2 cạnh l2/l1 = 4,2/2,4 = 1,71 tính theo sơ đồ bản kê 4 cạnh Nhịp tính toán: + Kích thước ô bản: a x b = 3,6 x 2,1 m + loi: là khoảng cách nội giữa 2 mép gối tựa (khoảng cách thông thuỷ) l01=4,2-0,22=3,98m;l02=2,4-0,22=2.18m + hb = 10cm: bề dày của bản + Kích thước tính toán: l1 = lo1 = 3,938m; l2 = lo2 = 2,18m Xác định nội lực: Tính thép theo sơ đồ ngàm 4 cạch theo sơ đồ khớp dẻo: Cắt 1 dải bản 1 m theo hướng l1, l2 (tiết diện b =100cm; h = 10cm) Để đơn giản cho thi công ta chọn phương án bố trí thép đều theo hai phương. Khi đó phương trình xác định mô men có dạng: (tính theo sơ đồ khớp dẻo dựa vào phương trình tổng quát rót ra từ điều kiện cân bằng công khả dĩ của ngoại lực và nội lực) = (2M1 + MA1 + MB1)lt2 + (2M2 + MA2 + MB2)lt1 Trong phương trình trên có 6 mômen làm Èn số. Lấy M1 làm Èn số chính và quy định tỷ số : q = ; Ai = ; Bi = Khi đó ta sẽ tính được M1, sau đó dùng các tỷ số đã quy định để tính toán mômen. Với r = l2/l1 = 3,98/2,18 = 1,79, tra bảng ta có: q = 0,312; ; Thay vào phương trình: Vậy: M1 = 0,304 (Tm) M2 = 0,0943 (Tm) MA1 = MB1 = 1 x M1 = 0,304 (Tm) MA2 = MB2 = 0,512 x M1 = 0,156 (Tm) d. Tính toán cốt thép: Xét tiết diện có b = 100 cm. Tính với tiết diện chữ nhật bxh = 100x10cm đặt cốt đơn. - Mô men dương (theo phương nhịp ngắn) M = M1 = 0,304 T.m Chọn ao = 1,5cm Þ ho = 10 - 1,5 = 8,5 cm Ta có : = 0,038 (cm2) => > Nhằm đảm bảo độ cứng cho sàn, đảm bảo sự truyền lực ngang tốt, chọn cốt thép f6 có fa = 0,283 cm2 Khoảng cách giữa các cốt thép: ; chọn a = 15cm, trong 1m dài có 7 thanh > Vậy ta chọn f6a150 thỏa mãn yêu cầu chịu lực của bản sàn hành lang. - Mô men dương: M = M2 = 0,0943 T.m Chọn ao = 2cm Þ ho = 8 cm Ta có: = 0,0134 (cm2) => Nhằm đảm bảo độ cứng cho sàn, đảm bảo sự truyền lực ngang tốt, chọn cốt thép Æ6 có fa = 0,283 (cm2) Khoảng cách giữa các cốt thép: ; chọn a = 20cm, trong 1m dài có 5 thanh > Vậy ta chọn Æ6 a200 thỏa mãn yêu cầu chịu lực của bản sàn hành lang. - Mô men âm : M = MA1 = MB1 = 0,304 T.m ; Chọn ao = 1,5cm Þ ho = 10-1,5=8,5 cm Ta có : = 0,0383 (cm2) => > Nhằm đảm bảo độ cứng cho sàn, đảm bảo sự truyền lực ngang tốt, chọn cốt thép Æ6 có fa = 0,283 (cm2) Khoảng cách giữa các cốt thép: ; chọn a = 20cm, trong 1m dài có 5 thanh > Vậy ta chọn Æ6 a200 thỏa mãn yêu cầu chịu lực của bản sàn hành lang Mô men âm : M = MA2 = MB2 = 0,156 T.m ; Chọn ao = 1,5cm Þ ho = 10-1,5 = 8,5 cm Ta có: = 0,0196 (cm2) => > Nhằm đảm bảo độ cứng cho sàn, đảm bảo sự truyền lực ngang tốt, chọn cốt thép Æ6 có fa = 0,283 (cm2) Khoảng cách giữa các cốt thép: ; chọn a = 20cm, trong 1m dài có 5 thanh > Vậy ta chọn Æ6 a200 thỏa mãn yêu cầu chịu lực của bản sàn hành lang và thỏa mãn yêu cầu cấu tạo của thép sàn. Do PP < 3 gb (360 < 388*3 = 1164, v = 0,25) Chiều dài móc vuông là 8 cm, cốt thép phân bố ở phía dước chọn Æ6 a250. 3. Tính sàn phòng học (Ô2: KT 9x4,2m): a. Tải trọng, số liệu tính toán: - Tải trọng trên bản: qb= 388 + 240 = 628 (KG/m2) - Khoảng cách giữa hai mép dầm và đây cũng là nhịp tính toán của ô sàn. l02 = l2 - bd = 4,2- 0,22 = 3,98 m b. Sơ đồ tính: Mặt bằng ô sàn nh­ hình vẽ: c. Xác định nội lực: - Xét tỷ số 2 cạnh ô bản = = 2,25 > 2 - Do đó xem bản làm việc theo 1 phương, tính toán với bản kê 2 cạnh Cắt 1 dải bề rộng 1m để tính toán nh­ dầm theo phương cạnh ngắn. Ta có sơ đồ tính nh­ hình vẽ: - Mômen âm ở gối: Mg = = = -589,2 KGm. - Mômen dương lớn nhất : Mnh = = = 294,6 KGm . d. Tính thép cho ô sàn: - Giả thiết lớp bảo vệ 1 cm, dự định dùng thép f8 làm cốt chịu lực nên chiều cao làm việc của bản sàn là: ho = 10 - 1- 0,4 = 8,6 cm . * Tính thép âm tại gối: Mg = 642 KGm . Ta có A = = = 0,077. Þ g = 0.5[ 1+ ] = 0.96. ÞFa = = = 3,47 cm2 . Chọn f8 a150 có Fa = 3,52 cm2 . - Hàm lượng thép m = = = 0,41% > mmin = 0,05 % * Cốt thép mũ f8 được lấy bằng 1/4 lngắn = 3380/4 = 845mm (lấy 85 cm, móc vuông lấy 8cm) * Cốt thép cấu tạo đặt f6 a250. * Tính thép dương lớn nhất: Mnh = 442KGm < 642 KG.m nên chọn f8 a150 * Cốt thép theo phương cạnh dài bố trí f8 a250 4. Tính thép sàn vệ sinh: (Ô3 KT: 9x2,7m) a. Tải trọng: Tải trọng trên bản: qb = 593 + 195 = 788 (KG/m2) b. Sơ đồ tính: c. Xác định nội lực: Xét tỉ số 2 cạnh l2/l1 = 9/2,7=3,2> 2 => tính theo sơ đồ bản loại dầm Nhịp tính toán: l01 = 2,7 - 0,22 = 2,48m + hb=10cm: bề dày của bản + Kính thước tính toán: l1 = lo1 = 2,48m Tính nội lực: - Cắt dải bản rộng b = 1m song song với phương cạnh ngắn coi như một dầm để tính toán + Mômen dương: M1(T.m) + Mômen âm: M1 (T.m) d. Tính thép: - Mô men dương: M = 0,2 T.m; Chọn ao = 1,5cm Þ ho = 10 - 1,5 = 8,5 cm Ta có: = 0,0268 < Ad = 0,3 => (cm2) Chọn cốt thép Æ6 a200 có Fa = 1,4 (cm2) thỏa mãn yêu cầu chịu lực. Mô men âm: M = 0,4 T.m; Chọn ao = 1,5cm Þ ho = 10-1,5 = 8,5 cm Ta có : = 0,0537 (cm2) => > mmin = 0,05 % . Chọn cốt thép Æ8 a200 có Fa = 2,515 (cm2) => * Cốt thép mũ f8 được lấy bằng 1/4 lngắn = 2480/4 = 620mm (móc vuông lấy 8cm) * Cốt thép cấu tạo đặt f6 a250 có Fa = 1,132cm2. D. TÍNH TOÁN CẦU THANG BÉ: 1. Số liệu tính toán: - Vật liệu: + Bê tông mác 250, có: Rn = 110 kG/ cm2 , Rk = 8,3 kG/ cm2 + Thép: AI = 2100 kG/ cm2, AII = 2800 kG/ cm2 - Thành phần tính: Bản thang, cốn thang, chiếu nghỉ, dầm chiếu nghỉ, dầm chiếu tới. 2. Lựa chọn kích thước tiết diện: Công trình gồm một cầu thang là phương tiện giao thông theo chiều đứng gồm hai vế, mỗi vế gồm 12 bậc thang, có một chiếu nghỉ ở độ cao 1,8 m so với mặt sàn, chiều cao mỗi tầng là 3,6 m. Mặt bằng kết cấu cầu thang: Cầu thang được cấu tạo từ BTCT toàn khối. Các bộ phận liên kết ngàm đàn hồi với nhau. Để đơn giản tính toán ta coi chúng là liên kết khớp. Sau đó đặt thép âm theo cấu tạo tại các vị trí liên kết để hạn chế bề rộng khe nứt, từ đó ta có sơ đồ tính các bộ phận cầu thang là sơ đồ tĩnh định. a. Lựa chọn chiều dày bản thang: Chiều dày bản thang và chiếu nghỉ được chọn sơ bộ theo công thức : h= + Với bản loại dầm m = 30-35, chọn m = 30 + l = 1050mm là nhịp của bản( theo phương chịu lực). + D = 0,8-1,4 phụ thuộc vào tải trọng. Chọn D =1,2 Vậy, hb = = 66 mm = 6,6 (cm) Chọn hb = 7 (cm) b. Kích thước cốn thang: - Chiều cao cốn thang được chọn sơ bộ theo công thức: h = ()l. Với lc = 3500 mm là chiều dài cốn thang Ta có: h =().3500 =(437,5291,66) (mm) => Chọn h = 300 (mm) - Bề rộng cốn thang lấy: b = 100 (mm) Vậy tiết diện cốn thang là: b x h = 100 x 300 (mm) c. Kích thước dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới: - Chiều cao dầm sơ bộ chọn theo công thức: h = ()l Với l = 3600(mm) là chiều dài dầm. Ta có: h =().3600 = (450300) (mm) => Chọn h = 300 (mm) - Bề rộng dầm lấy: b = 200 (mm) Vậy tiết diện dầm là b x h = 200 x 300 (mm) 2. Cấu tạo sàn chiếu nghỉ và bản thang: Sàn chiếu nghỉ Bản thang 3. Tải trong tác dụng lên bản thang và chiếu nghỉ: a.Tĩnh tải : ¨ Chiếu nghỉ: Sè TT Tên các lớp d (m) g (kG/m3) Hệ sè n gcn (kG/m2) 1 Líp Granito 0,015 2000 1,1 33 2 Lớp vữa lót 0,015 1800 1,3 35,1 3 Bản BTCT 0,07 2500 1,1 192,5 4 Lớp vữa trát bụng 0,015 1800 1,3 35,1 Cộng 295,7 ¨ Bản thang: (Gọi m là số bậc thang trong 1m dài có: m= 1/0,3 = 3,33 bậc). + Trọng lượng lớp granito dày 15mm, g = 2000 (kG/m3) g1 = FG x gG .m.n= 2000x0,015 (0,3 + 0,12 )1,1 x 1/3 = 46,2 kG/m2 + Trọng lượng lớp vữa lót dày 15mm, g = 1800 (kG/m3), n = 1,3 g2 = 1800x0,015 (0,3 + 0,12 )1,3 x 1/3 = 49,14 (kG/m2) + Trọng lượng bậc gạch cao 12mm, g = 1800 (kG/m3), n = 1,1 g3 = g (b xhb/2).m.n = 1800x (0,3 + 0,12/2 )1,1 x 1/3 = 118,8 (kG/m2) + Trọng lượng bản thân bê tông dày 70mm, g = 2500 (kG/m3), n = 1,3 g4 = n.g.b.hb = 2500x 1,1 x 0,07 = 192,5 (kG/m2) + Trọng lượng lớp trát bụng dày 15mm, g = 1800 (kG/m3),n = 1,3 g5 = n.g.hv = 1800x 1,3 x 0,15 = 35,1 (kG/m2) + Tổng tĩnh tải g = g1 +g2+g3+g4+g5 = 46,2 + 49,14 + 118,8+192,5 +35,1 = 441,74 (kG/m3) b. Hoạt tải: Theo TCVN 2737 –1995, thì hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên cầu thang là: Ptc = 300 (kG/m2), Lấy hệ số vượt tải n = 1,2 => Hoạt tải tính toán của cầu thang là: Ptt = Ptc x 1,2 = 300 x 1,2 = 360 (kG/m = 2) - Tổng tải trong tác dung lên bản thang là: qbt = 441,74 + 360 = 801,74 (kG/m2) - Tổng tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ là: qcn =295,7 + 360 = 655,7 (kG/m2) 4. Tính toán các bộ phận của cầu thang: Ta sẽ tính toán các cấu kiện cầu thang với các số liệu sau: + Chọn mác BT 250# có: Rn = 110 (kG/cm2); Rk= 8,8 (kG/cm2) + Thép sàn chiếu nghỉ, bản thang, thép đai dùng thép AI có: Ra = 2100 (kG/cm2) Rađ = 1800 (kG/cm2) + Thép chịu lực ở dầm chiếu nghỉ, cốn thang dùng thép AII có: Ra = 2800 (kG/cm2) Ta có: A = 0,412, = 0,58. a. Tính bản thang: Bản thang hợp với phương ngang góc nghiêng có: cosa = = = 0,889 - Tải trọng tác dụng lên bản thang là: pbt = 801,74 (kG/m2) - Thành phần tải trọng theo phương vuông góc với bản: qbt = pbt .cosa = 801,74 x 0,889 = 712,747 (kG/m2) - Bản thang dày h = 7 (cm), Chọn a = 1,5 (cm)ho = h–a = 7–1,5 = 5,5(cm) Bản thang có: Tính theo bản loại dầm. - Nhịp tính toán: l1 = 1650-+hb = 1650-=1560 (mm) = 1,56 (m) l2 == 3,937 (m) Để tính toán ta cắt một dải bản rộng b =1(m) theo phương cạnh ngắn và tính nh­ dầm đơn giản gối lên cốn thang và tường. Sơ đồ tính: - Mômen uốn lớn nhất Mmax tại vị trí giữa bản: 213,4 (kG.m) - Xác định hệ số: Suy ra: = 0,972 - Diện tích cốt thép cần thiết trong 1(m): 1,735 (cm2) Chọn thép f 6 có Fa = 0,283 (cm2): Xác định khoảng cách: a = (fa.100)/Fa = 0,283.100/1,735 = 16,3 (cm) Chọn thép f 6 a150, có Fa = 1,981 (kG/ cm2) Hàm lượng cốt thép: 0,0277 = 2,77% mmin = 0,1% < m = 0,315% <mmax = 2,77% Thép theo phương dọc đặt theo cấu tạo f6 a200. Để tránh cho bê tông gần gối tựa (miền trên) bị phá hoại, ta đặt cốt thép theo cấu tạo tại miền trên, sử dụng f6 a200, có chiều dài: ln = (1/5 – 1/6 )l1 = (1/5 – 1/6 ).1430 = (240– 286) (mm) Chọn ln = 280 (mm). b. Tính cốn thang: - Cốn thang làm việc nh­ dầm liên kết khớp ở 2 đầu. nhịp tính toán là khoảng cách giữa 2 trục dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới. - Chiều dài tính toán cốn thang: - Tải trọng tính toán: + Do bản thang truyền sang bao gồm cả tĩnh tải và hoạt tải dưới dạng phân bố đều: g1= 1/2 x 801,74 x 1,56 = 625,375 (kG/m) + Do trọng lượng bản thân cốn thang, tiết diện 10 x 30 (cm) g2 = 2500 x 1,1 x 0,10 x 0,30 = 82,5 (kG/m) + Do trọng lượng lớp vữa trát quanh cốn dày 1,5 cm: g3 = 2 x 0.015 x (0.1+ 0.3) x 1800 x1.3 = 28,08 (kG/m) + Do trọng lượng của lan can, tay vịn bằng sắt: g4 = 50 ( kG/m) Tổng tải trọng phân bố đều tác dụng lên cốn thang: q = g1 + g2 + g3 +g4 = 625,357 + 82,5 + 28,08 + 50 q = 785,937 (kG/m) - Thành phần tải trọng phân bố đều vuông góc với cốn thang gây uốn cho cốn thang là: q1ttct = q. cosa = 785,937 x 0,889 = 698,698 (kG/m) - Thành phần tải trọng phân bố đều dọc theo cốn thang là: q2ttct = q.sina = 785,937 x 0,484 = 380,49 (kG/m) Thành phần q2ttct = q sina gây lực nén cho cốn thang có giá trị nhỏ tính toán thực tế có thể bỏ qua lực nén này. Sơ đồ tính toán cốn thang là dầm đơn giản gối lên dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới(dầm sàn). Sơ đồ tính toán cốn thang: - Mômen lớn nhất tại vị trí giữa nhịp là: 1353,72 (kG.m) - Lực cắt lớn nhất tại vị trí gối tựa: 1375,38 (kG) - Chiều cao làm việc của cốn thang: Chiều cao làm việc của cốn thang là: h = 30 (cm) => Chọn a0 =3 (cm) => h0 = h - a0 = 30 - 3 = 27 (cm) ¨ Tính cốt thép dọc: 0,169 < A0 = 0,412 Suy ra: = 0,907 1,971 (cm2) Chọn 1f16, có Fa = 2,011 (cm2) Thép gối: F’a = 30%xFa = 0,603 (cm2) Chọn 1f12, F’a = 1,131 (cm2) Kiểm tra lại hàm lượng cốt thép trong cốn thang: Bê tông mác 250# o = 0,58 mmax 2,278% mmin = 0,15% << mmax = 2,278% ¨ Tính cốt thép đai: - Kiểm tra điều kiện hạn chế: K0.Rn.b.h0 = 0,35x110x10x27 = 1380 (kG) > Qmax = 1375,38 (kG) Tiết diện chọn hợp lý - Kiểm tra điều kiện chịu cắt: K1.Rk.b.h0 = 0,6x10x10x27 = 1628 (Kg) > Qmax =1375,38 (kG) Không cần tính cốt đai vì bê tông đã đủ khả năng chịu cắt, nên chỉ đặt cốt đai theo cấu tạo. Uct = Chọn cốt đai f 6 a 150, số nhánh n =1(đai này được tận dụng bằng thép bản thang kéo lên) c. Tính sàn chiếu nghỉ: - Sàn chiếu nghỉ gối lên dầm chiếu nghỉ và tường - Tổng các tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ là: q = 655,7 (kG/m2) - Xét tỷ số giữa các cạnh ô bản: Tính theo bản loại dầm. - Nhịp tính toán: l1 = 1500 – 110 – 200 + 70 =1260 (mm) = 1,26 (m) l2 = 3600 – 220 + 70 = 3450 (mm) = 3,45 (m) Để tính toán cắt một dải bản rộng b=1m theo phương cạnh ngắn và tính nh­ dầm đơn giản gối lên dầm chiếu nghỉ và tường. Sơ đồ tính sàn chiếu nghỉ - Mômen uốn lớn nhất Mmax tại vị trí giữa bản : 130,12 (kG.m) - Xác định hệ số: 0,039 < A0 = 0,412 = 0,98 - Diện tích cốt thép cần thiết trong 1 (m): 1,05 (cm2) Chọn thép f 6, xác định khoảng cách: a = = 26,95 (cm2) Chọn thép f6 a200 (mm) có Fa =1,415 (cm2) Hàm lượng cốt thép: mmax = 0,02774 = 2,774% mmin = 0,1% < m = 0,357 % < mmax = 2,77% Thép theo phương dọc đặt theo cấu tạo f6 a 200. Để tránh cho bê tông gần gối tựa (miền trên) bị phá hoại, ta đăt cốt thép theo cấu tạo tại miền trên, sử dụng f6 a200, có chiều dài: ln =(1/5 – 1/6 )l1 = (1/5 – 1/6 ).1260 = ( 252 – 210) (mm) Chọn ln = 250 (mm) d. Tính toán dầm chiếu nghỉ: - Dầm chiếu nghỉ là dầm đơn giản có các gối tựa là tường, đoạn dầm gối lên tường lấy bằng chiều dày của tường C = 22 cm: l=l - bt + c = 3600 - 220 - 200 = 3600 (mm) = 3,6 (m) - Tải trọng tác dụng lên dầm chiếu nghỉ bao gồm: + Do bản chiếu nghỉ truyền vào dưới dạng phân bố đều g1= 1/2 x 655,7 x 1,26 = 413,09 (kG/m) + Do 2 cốn thang truyền vào dưới dạng tập trung P = Qc/cos = 1375,38 / 0,889 = 1547,12 (kG) + Do trọng lượng của lớp trát dầm: g2 = 2 x (0.2+ 0.3) x 1.3 x 1800 x 0.015 = 35,1 (kG/m) + Do trọng lượng bản thân dầm tiết diện: 200 x 300 (mm) g3 = 2500 x 1,1 x 0,20 x 0,30 =165,0 (kG/m) - Tổng tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm. qtt = g1 + g2+ g3 = 413,09 + 35,1 + 165 = 609,59 (kG/m) Sơ đồ tính: - Mômen Mmax đặt tại vị trí giữa dầm tính theo phương pháp cộng tác dụng: + Do tải phân bố : =987,53 (kG.m) + Do 2 lực tập trung : Mmax2 = P x a = 1547,12 x 1,65 = 2552,7 (kG.m) - Momen tổng cộng do 2 tải trọng gây ra: Mmax =Mmax1+ Mmax2 = 987,53 + 2552,7 = 3540,23 (kG.m) - Lực cắt lớn nhất do 2 loại tải trọng gây ra: Qmax = q x l/2 + P = 609,59 x 3,6/2 + 1547,12 Qmax = 2644,38 (kG) * Tính cốt thép dọc: - Chiều cao làm việc của dầm: chọn a = 3 (cm), ta có: h0 = h - a0 = 30 - 3 = 27 (cm) - Xác định hệ số: 0,221 < A0 = 0,412 Suy ra: = 0,873 5,3645 (cm2) Chọn 2 f 20 có Fa = 6,28 (cm2) - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: Bê tông mác 250 o = 0,58 mmax =0,0228 = 2,28% mmin = 0,15% << mmax = 2,28% Bố trí cốt thép tại gối Fa gối = 30% Fa nhịp = 0,3 x 6,28 =1,884 (cm2) Chọn 2 f 14 có Fa = 3,08 (cm2) * Tính cốt đai: - Kiểm tra điều kiện hạn chế: K0.Rk.b.h0 = 0,35 x 110 x 20 x 27= 20790 (kG) > Qmax = 2644,38 (kG) Kích thước tiết diện chọn ban đầu là hợp lý. - Kiểm tra điều kiện chịu cắt: K1.Rk.b.h0 = 0,6 x 10 x 20 x 27= 3240 (kG) > Qmax = 2644,38 (kG) Không cần tính cốt đai, cốt xiên vì bê tông đã đủ khả năng chịu cắt, mà chỉ đặt theo cấu tạo. Uct = Chọn cốt đai f 6 a150, n = 2 bố trí cho toàn bộ dầm * Tính cốt treo chịu lực tập trung: Tại chỗ cốn thang gối lên dầm chiếu nghỉ có lực tập trung nên cần gia cường bằng cốt treo: - Lực tính toán: : P’ = 2P = 2x1547,12 = 3094,24 (kG ) - Diện tích cần thiết của các thanh cốt treo: Ftr = = = 1,719 (cm2) - Chọn cốt đai f6 (fa = 0,283 cm2), số nhánh n = 2, ta có số cốt treo cần thiết là: N = = = 3,037 Đặt mỗi bên cốn 3 cốt đai, a50. G. TÍNH KẾT CẤU MÓNG: I. TÀI LIỆU CÔNG TRÌNH: Công trình gồm có 5 tầng nổi. Chiều cao của công trình kể từ mặt đất là 20,4 m. Sàn tầng 1 đặt ở cốt ï0,00. Kết cấu khung cột, sàn sườn BTCT toàn khối. Sàn tầng dày 10 cm. Tôn nền cao hơn so với cốt tự nhiên 0,9m. Mặt bằng công trình nằm trong tổng thể quy hoạch chung của thành phố, khu đất không bị giới hạn bởi các công trình lân cận, nên mặt bằng công trình rất thoáng, thuận lợi khi thi công. Công trình có 2 mặt tiếp giáp các công trình lân cận (khoảng cách gần nhất là 30m), hai mặt còn lại tiếp xúc đường giao thông, do đó khi thiết kế và thi công móng khá thuận lợi, không ảnh hưởng đến các công trình lân cận như sạt lở đất, lún. Móng trục N0 (T) M0 (Tm) Q0 (T) C -133,244 -16,154 -7,452 D -124,577 -10,493 -3,608 II. TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH: 1. Địa tầng: Theo báo cáo khảo sát địa chất công trình giai đoạn phục vụ thiết kế bản vẽ thi công: khu đất tương đối bằng phẳng, được khảo sát bằng phương pháp khoan thăm dò, xuyên tĩnh, đến độ sâu 20 m. Từ trên xuống dưới gồm các lớp đất có chiều dày Ýt thay đổi trong mặt bằng. Chỉ tiêu cơ lý và kết quả thí nghiệm hiện trường các lớp đất nh­ trong bảng. Mực nước ngầm gặp ở độ sâu –2,75 m so với cốt mặt đất; cốt 0,00 m là mặt đất tự nhiên. * Líp 1, 2: Số hiệu 1, 2 có các chỉ tiêu cơ lý nh­ sau: Líp Bề dày (m) W % Wnh % Wd % c Kq TN nén Ðp e-p với áp lực nén p(Kpa) Kq xuyên tĩnh qc (MPa) Kq xuyên tc N 50 100 150 200 1 0,3 - - - 1,75 - - - - - - - - - 2 0,4 29,6 30,9 24,9 1,78 2,64 8010’ 0,08 0,85 0,816 0,788 0,768 0,58 4 * Líp 3, 4: Số hiệu 3, 4 có các chỉ tiêu cơ lý nh­ sau: Líp Bề dày (m) W % Wnh % Wd % c Kq TN nén Ðp e-p với áp lực nén p(Kpa) Kq xuyên tĩnh qc (MPa) Kq xuyên tc N 100 200 300 400 3 1,7 29,9 33,0 26,8 1,86 2,68 18°20 0,15 0,833 0,798 0,766 0,737 2,08 11 4 5,8 21,4 26,6 19,8 1,88 2,66 17°20 0,21 0,701 0,690 0,685 0,682 2,96 20 * Líp 5: Số hiệu 5 có các chỉ tiêu cơ lý nh­ sau: Líp Bề Dày (m) Thành phần hạt(%) tương ứng với các cỡ hạt W% Tỷ trọng hạt qc (Mpa) N Hạt sái Hạt cát Hạt bôi Hạt sét Thô To Vừa Nhá Mịn Đường kính cỡ hat (mm) >10 10-5 5-2 2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 0,1-0,05 0,05-0,01 0,01-0,002 <0,002 5 8 - - 20 27 23 21 9 - - - - 14 2,63 16 30 2. Đánh giá các chỉ tiêu cơ lý của đất. Chỉ số dẻo A = Wnh – Wd (%) Độ sệt Hệ số lỗ rỗng tự nhiên Độ lỗ rỗng của đất n = Trọng lượng riêng hạt(T/m3) Trọng lượng đẩy nổi(T/m3) Hệ số nén lún: a = (T/m3) Modun biến dạng E = a . qc TT Chỉ số dẻo Độ sệt B Hệ số rỗng Độ lỗ rỗng % Trọng lượng riêng () Trọng lượng đẩy nổi Hệ số nén lún a Môđun tổng biến dạng E 2 6 0,94 0,92 47,9 2,64 0,85 0,00068 232 3 6,2 0,50 0,87 46,5 2,68 0,89 0,00035 832 4 6,8 0,235 0,72 41,9 2,68 0,965 0,00011 888 5 - - 0,578 36,7 2,64 1.03 - 6400 Líp 2 : Đất sét pha ở trạng thái dẻo nhão. Líp 3 : Đất sét trạng thái dẻo mềm. Líp 4 : Đất sét pha trạng thái dẻo mềm . Líp 5 : Cát thô chặt vừa có : j2 = 350 E2 = a ´ qc = 4 ´ 1600 = 6400 T / m2 Dung trọng tự nhiên : g2 = 1,9 T / m3 * Nhận xét: Lớp đất thứ hai và ba thuộc loại mền yếu, lớp 4 khá tốt và dày, lớp 5 rất tốt nhưng ở dưới sâu. III. TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG: Công trình là nhà nhiều tầng khung BTCT có tường chèn, Theo TCXD 205:1998 độ lún lớn nhất cho phép Sgh= 8cm, độ lún lệch tương đối giới hạn Dgh= 0,02%, phương pháp tính ở đây là phương pháp hệ số an toàn duy nhất lấy Fs = 2-3 IV. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN: - Công trình có tải trọng không lớn lắm, đặc biệt có độ lệch tâm lớn. - Khu vực xây dựng biệt lập, bằng phẳng. - Đất nền gồm 5 líp: + Líp 1: Đất lấp khá yếu, mỏng 0,3m + Líp 2: Sét pha dẻo nhão yếu, dày 0,4m + Líp 3: Sét dẻo mềm yếu, dày 1,7m + Líp 4: Sét dẻo pha dẻo mềm, có chiều dày 6m + Líp 5: Cát hạt thô dạng vừa rất tốt nhưng ở dưới sâu. Mực nước ngầm không xuất hiện trong phạm vi khảo sát. - Chọn giải pháp móng cọc đài thấp. PA1: Dùng cọc BTCT 25x25 đài đặt vào lớp 2, mũi cọc hạ vào lớp 5 khoảng 1,5m. Thi công bằng phương pháp Ðp. PA2: Dùng cọc BTCT 30x30 đài đặt vào lớp 2, mũi cọc cắm vào lớp 5 khoảng 2m. Thi công bằng phương pháp đóng. PA3: Dùng cọc BTCT 30x30 đài đặt vào lớp 2, cọc hạ bằng phương pháp khoan dẫn và đóng vào lớp 5. Phương pháp này độ ổn định cao nhưng khó thi công và giá thành cao. Vậy chọn phương án 1 là: Dùng cọc BTCT 25x25 đài đặt vào lớp 2, mũi cọc hạ vào lớp 5 khoảng 1,5m. Thi công bằng phương pháp Ðp. V. PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG VÀ VẬT LIỆU MÓNG: 1. Các giả thiết tính toán: Việc tính toán móng cọc đài thấp dựa vào các giả thiết chủ yếu sau: - Tải trọng ngang hoàn toàn do các lớp đất từ đáy đài trở lên tiếp nhận. - Sức chịu tải của cọc trong móng được xác định nh­ đối với cọc đơn đứng riêng rẽ, không kể đến ảnh hưởng của nhóm cọc. - Tải trọng của công trình qua đài cọc chỉ truyền lên các cọc chứ không trực tiếp truyền lên phần đất nằm giữa các cọc tại mặt tiếp giáp với đài cọc. - Khi kiểm tra cường độ của nền đất và khi xác định độ lún của móng cọc thì người ta coi móng cọc nh­ một móng khối quy ước bao gồm cọc và các phần đất giữa các cọc. - Vì việc tính toán móng khối quy ước giống như tính toán móng nông trên nền tự nhiên (bỏ qua ma sát ở mặt bên móng) cho nên trị số mômen của tải trọng ngoài tại đáy móng khối quy ước được lấy giảm đi một cách gần đúng bằng trị số mômen của tải trọng ngoài so với cao trình đáy đài. - Đài cọc xem nh­ tuyệt đối cứng. 2. Vật liệu. - Cọc đúc sẵn hạ bằng phương pháp Ðp: + Sử dụng cọc vuông 25x25(cm) cho toàn bộ công trình. + Bêtông cọc mác 250 có Rn = 110 kG/cm2 , Rk = 8,8 kG/cm2 + Cốt thép đai loại AI có Ra = 2300 kG/cm2 + Cốt thép chịu lực loại AII có Ra = 2700 kG/cm2 - Đài cọc: + Bêtông đài cọc mác 250 có Rn = 110 kG/cm2 + Thép AI có Ra = 2100 kG/cm2 + Thép AII có Ra = 2800 kG/cm2 + Lớp lót bêtông gạch vỡ mác 100, dày 10 cm + Đài liên kết ngàm với cột và cọc. Thép của cọc neo trong đài >=20d (ở đây chọn 40cm) và đầu trong cọc 10cm. VI. CHIỀU SÂU ĐÁY ĐÀI HMĐ: Khung trục 4 bao gồm 3 móng: móng trục B, C, D: Tuy nhiên trong đồ án này em tính toán móng dưới hai trục C và D, sau đó bố trí cho hai móng còn lại. Chọn cặp nội lực nguy hiểm trong phần tính cột (tại tiết diện 1-1 của cột tầng 1) trong đó ưu tiên cặp có Nmax. Móng trục N0 (T) M0 (Tm) Q0 (T) C -133,244 -16,154 -7,452 D -124,577 -10,493 -3,608 Chiều sâu đáy đài: Giả thiết chiều cao đài 0,8 m Với giả thiết hmđ = -1,05 m trong phần khung. Vậy ta có chiều sâu chôn đài: hmđ = -1,05-0.8 = -1,85m. Ta kiểm tra lại theo hmin Chiều sâu chôn đài tính từ đáy đài đến mặt nền tầng 1 (hđ) và phải thoả mãn điều kiện hđ > hmin để đảm bảo điều kiện là móng cọc đài thấp. (hmin: chiều cao tối thiểu của đài để tổng các lực ngang tác dụng vào đài được tiếp thu hết ở phần đất đối diện, cọc chỉ làm việc nh­ cọc chịu kéo hoặc nén đúng tâm). Tính hmin = 0,7 x tg(450 - ) x (b: Bề rộng đài chọn sơ bộ b = 1,5 m) = 0,7 x tg(450 - = 0,95 m Chọn hđ =1,4 m > hmin = 0,95 m cho tất cả các móng (tính từ cốt tự nhiên). Với độ sâu đáy đài đủ lớn, lực ngang Q nhá, trong tính toán gần đúng coi nh­ bá qua tải trọng ngang. VII. CHỌN CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA MÓNG CỌC: 1. Cọc: - Tiết diện cọc 25 x 25 cm, thép dọc chịu lực 4f16 AII. - Chiều dài cọc: Chọn chiều sâu cọc hạ vào lớp 5 khoảng 1,5 m. Ta xác định chiều dài cọc thực tế. Lc = (0,3 + 0,4 + 1,7 + 6 + 1,5) - 1,4 + 0,4 + 0,1 = 9m Trong đó : 1,4 m là chiều sâu chôn đài 0,4 m là phần đầu cọc đập trơ cốt thép để ngàm vào đài. 0,1 m là phần cọc nằm trong đài. Để thuận tiện trong quá trình sản xuất cọc ta chọn chiều dài cọc 9m và cọc được chia làm 2 đoạn. Đoạn mũi cọc dài 5 m và đoạn thân cọc dài 4 m nối với nhau bằng hàn bản mã để đảm bảo thuận tiện trong quá trình vận chuyển và thi công. 1.1. Xác định sức chịu tải của cọc: Cọc được hạ xuống bằng máy Ðp, không khoan dẫn. Vì móng chịu mô men khá lớn nên ta ngàm cọc vào đài bằng cách phá vỡ một phần bê tông đầu cọc cho trơ cốt thép dọc trên đoạn là 0,3m và ngàm thêm phần đầu cọc chưa bị phá bê tông vào đài một đoạn 0,1m. a. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu: Pvl = m(RbFb + RaFa) m : hệ số uốn dọc, tra bảng có m = 1 Rb : cường độ chịu nén tính toán của bêtông, Rb = 110 T / m2 Ra : cường độ chịu nén tính toán của cốt thép, Ra = 2800 T / m2 Fb : diện tích tiết diện của bêtông Fb = 0,25 . 0,25 – 0,001018 = 0,06148 cm2 Fa : diện tích tiết diện của cốt thép 4f16, Fa = 8,04 cm2 ® Pvl = 1.(1100 . 0,617 + 280000 . 0,000804) = 903,8 KN = 90,38 Pvl = 90,38 Tấn b. Sức chịu tải của cọc theo đất nền: Pđn = Ktc ´ m (a3RF + a2a1uSiili) m: hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, m = 1 Ktc : hệ số an toàn về chịu nén, Ktc = 0,7 a1 : hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến ma sát giữa đất và cọc, a1 = 1,1 a2 : hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức chịu tải của đất tại mũi cọc, a2 = 1 a3: hệ số ảnh hưởng của việc mở rộng chân cọc; a3 = 0,7 F : diện tích tiết diện ngang chân cọc, F = 0,0625 m2 u : chu vi tiết diện ngang cọc, u = 4 . 0,25 = 1 m R : cường độ giới hạn đơn vị trung bình của lớp đất ở mũi cọc, đối với lớp cát to, tra bảng có R = 350 T / m2 li : chiều dày lớp đất thứ i mà cọc đi qua ii: lực ma sát giới hạn trung bình của mỗi lớp đất, tra bảng được: TT Zi (m) li (m) ti (T / m2) tili 1 1.725 0.75 1.25 0.9375 2 2.475 0.75 1.46 1.095 3 3.225 1.2 3.51 4.212 4 4.425 1.2 4 4.8 5 5.625 1.2 4.3 5.16 6 6.825 1.2 4.43 5.316 7 8.025 1.2 4.54 5.448 9 9.225 0.75 5.13 3.8475 10 9.975 0.75 5.54 4.155 Tổng 34.971 ® Pđn = 0,7 (0,7 . 350 . 0,0625 + 1,1. 1 . 1 . 35) = 37,6 T Do Pđn < Pvl nên chọn sức chịu tải của cọc theo đất nền để tính toán. [P] = 37,6 T VIII. TÍNH TOÁN MÓNG DƯỚI TRỤC C KHUNG TRỤC 4 (MÓNG TRỤC C): 1. Xác định số lượng và bố trí cọc: a. Xác định số lượng. n = b . Trong đó : n : số lượng cọc trong đài b : hệ số kinh nghiệm, kể đến ảnh hưởng của lực ngang và mômen, b = (1,2-2) N : tổng lực đứng tĩnh tải kể đến cao trình đáy đài của cột trục C (phần tử C6) N = Ntt +Ntường tầng1 +Ngiằng mãng =133,244+1,1.1,8.0,22.((4,5-0,7).8,1/2+(4,5-0,3).3,6) +1,1.2,5.0,5.0,3.(3,6+8,1/2) = 158,224T P : sức chịu tải tính toán của cọc, [P] = 37,6 T ® n = 1,5 . = 6,1 cọc Chọn n = 6 cọc b. Bố trí cọc: Kích thước đài: 2000 x 1250 x 800 Khoảng cách giữa 2 cọc: 750 mm (3d = 750mm=< 750mm <= 6d =1500mm). Khoảng cách từ mép cọc ngoài cùng tới mép đài: 125 mm. 2. Đài cọc: - Từ việc bố trí cọc nh­ trên ta chọn kích thước đài: Bđ x Lđ = 1,25 x 2m - Chọn hđ = 0,8m, hođ = 0,8 - 0,1 = 0,7m 3. Tải trọng phân bố lên cọc: Giả thiết gần đúng coi cọc chỉ chịu tải dọc trục và cọc chỉ chịu nén hoặc kéo. Tải trọng tác dụng lên đầu cọc khi cọc làm việc trong móng cọc: Ta kiểm tra với trường hợp móng chịu lực dọc lớn nhất Móng trục N(T) M(Tm) Q(T) C -133,244 -16,154 -7,452 - Nmax,tt : Tổng tải trọng đứng tại cao trình đáy đài Nmax, tt = Ntt + Ntườngtầng 1 +Ngm+ Nđ - Nđ : Tải trọng do đài và đất trên đài truyền xuống Nmax, tt = 158,224+7,7 = 165,924T M : tổng mômen của tải trọng ngoài so với trục đi qua trọng tâm của các tiết diện cọc tại cao trình đáy đài M = Mo + Q. hđ = 16,154+7,452.0,8 = 22,1156 Tm Lực truyền xuống các cọc dãy biên là: Pttmax = 35,026 T Pttmin = 20,282 T Ptttb = 27,654 T Pttmin= 20,282 > 0 nên không phải kiểm tra thêm điều kiện chống nhổ. Tất cả các cọc đều chịu nén. 4. Tính toán kiểm tra cọc. 4.1. Kiểm tra cọc trong giai đoạn thi công. a. Khi vận chuyển cọc: q = .F.n Trong đó : n là hệ động lực n = 1,4 q = 2,5.0,25.0,25.1,4 = 0,22 (T/m) Chọn a1 sao cho M+ M- Đoạn 1 (mũi cọc) a1 = 0,207lc Đoạn 2 (thân cọc) a1 = 0,207lc Biểu đồ mô men cọc khi vận chuyển MI = q. a2/2 = 0,22.0,5 = 0,11 T/m b. Khi treo cọc lên giá: Chọn a2 sao cho M+ M- Đoạn 1 (mũi cọc) a2 = 0,294lc Đoạn 2 (thân cọc) a2 = 0,294lc Biểu đồ mô men cọc khi cẩu lắp MII = q.a2/2 = 0,22.0,75 = 0,165 T/m * Nhận xét: Giá trị mô men lớn nhất khi cẩu lắp cột lên giá, ở đây ta chỉ cần kiểm tra đối với trưòng hợp cẩu lắp. Trị số mô men dương lớn nhất. Ta thấy MI < MII nên ta dùng MII để tính toán. M = 0,165 (T/m) Lấy lớp bảo vệ của cọc là: abv = 3 cm Chiều cao làm việc của cốt thép: h0 = 25 - 3 = 22 cm Fa = = = 0,298 cm2 Cốt thép dọc chịu mô men uốn của cọc là có Fa = 4,04 cm2 Cọc đủ khả năng chịu tải khi vận chuyển, cẩu lắp. c. Tính toán cốt thép làm móc cẩu. Lực kéo ở móc cẩu trong trường hợp cẩu lắp cọc: Fk = q.l Lực kéo ở một nhánh, gần đúng: = ql/2 = 0,55 T Diện tích cốt thép của móc cẩu: Fa = = = 0,26 cm2 Chọn có Fa = 1,13 cm2 4.2. Kiểm tra cọc trong giai đoạn sử dụng. Pmin + qc > 0 Các cọc đều chịu nén Kiểm tra P = Pmax + qc <= Trọng lượng tính toán của cọc: qc = 2,5.a2.lc.n Kiểm tra: Pnén=Pmax+qc = 35,026+2,5x0,25x0,25x6x1,1=36,057< =37,6(T) Vậy tất cả cọc đều đủ khả năng chịu tải và bố trí nh­ trên là hợp lý 5. Tính toán kiểm tra đài cọc: Cọc làm việc nh­ bản Conson cứng, phía trên chịu lực tác dụng dưới cột No và Mo phía dưới là phản lực đầu cọc P0i, nên cần phải tính toán hai khả năng. 5.1. Kiểm tra cường độ trên tiết diện nghiêng-điều kiện đâm thủng: Giả thiết bỏ qua ảnh hưởng của cốt thép ngang a. Kiểm tra cột đâm thủng đài theo dạng hình tháp: Việc kiểm tra điều kiện đâm thủng của cột đối với đài được tiến hành theo công thức: Pđt <= Pcđt Pđt <= Pcđt = Pđt: Lực đâm thủng bằng tổng phản lực của cọc nằm ngoài phạm vi của đáy tháp đâm thủng. Pcđt: Lực chống đâm thủng. Pđt = P1+P2+ P3+P4 +P5+P6 = 2.(35,026+20,282+27,654) = 165,924 T. bc , hc: Kích thước tiết diện cột: 0,22m x 0,5m ho: Chiều cao làm việc của đài, ho = 80-10 = 70cm. C1 , C2: Khoảng cách trên mặt bằng từ mép cột đến mép của đáy tháp đâm thủng. C1 =14cm; C2 = 40cm. Vì C1 < 0.5 ho và C2 < 0.5 ho ® a1 = a2 = 3,35 kG = 229,265 T Vậy chiều cao đài thỏa mãn điều kiện chống đâm. b. Kiểm tra khả năng hàng cọc chọc thủng đài theo tiết diện nghiêng. Điều kiện cường độ được viết nh­ sau: Pct £ b b ho Rk, Trong đó: Pct: Tổng phản lực các cọc nằm ngoài tiết diện nghiêng: Pct = P1+P2 = 35,026+35,026 = 70,052 T. b - bề rộng của đài, b =1,25 m. ho - chiều cao làm việc của tiết diện đang xét, ho = 0,7cm. b - hệ số không thứ nguyên.Vì c = 0,375m < 0,5ho nên lấy C = 0,5ho= 35cm Thay các giá trị vào công thức: Pct = 70,052 T £ b b ho Rk=1,57´12,5´70´8,8 = 120,9T Thỏa mãn điều kiện chọc thủng. * Chiều cao của đài thỏa mãn điều kiện chống đâm thủng và chọc thủng. 5.2. Tính toán cường độ trên tiết diện nghiêng thẳng đứng-tính toán cốt thép cho đài: Đài tuyệt đối cứng, coi đài làm việc nh­ bản conson ngàm tại mép cột. Ta phải tính toán và bố trí thép trong đài cho cả 2 phương. Chiều cao làm việc: h0 = 80 - 10 = 70 cm = 0,7 (m). Chọn thép AII có Ra = 2800 Kg/cm2 = 2,8(T/cm2). - Tính cho mặt cắt I-I: + Mômen tương ứng với mặt ngàm theo phương cạnh dài : MI = (P1+P2).0,5 =70,052.0,5 = 35,026Tm; + Cốt thép theo phương vuông góc với mặt ngàm I-I được tính như sau: Chọn 10Æ16 a140 có Fa = 20,011 (cm2) - Tính cho mặt cắt II-II: + Mômen âm ứng với mặt ngàm theo phương cạnh ngắn: MII = (P1+P3+P5).0,265 = 0,265.(35,026+27,65+20,282) = 21,98 Tm + Cốt thép: Chọn 11Æ14 a200 Có Fa = 16,93 (cm2) Hàm lượng = Fa/lđ.ho = 0,07% > = 0,05% Vậy bố trí thép như trên có thể coi như hợp lý. 6. Kiểm tra tổng thể móng cọc: Giả thiết coi móng cọc là móng khối quy ước nh­ hình vẽ. 6.1. Kiểm tra áp lực dưới đáy móng khối. a. Điều kiện kiểm tra: Pq­ <= Rđ ; PMaxqư <= 1,2.Rđ b. Xác định khối móng quy ước: - Chiều cao khối móng quy ước tính từ mặt đất lên mũi cọc Hm = 9,9m - Góc mở: do lớp đất 1, 2 và lớp đất 3 là những lớp đất yếu, khi tính bỏ qua ảnh hưởng của các lớp đất này: Theo Teraghi ta thấy h5 = 1,5 < Hm/3 = 9,9/3 = 3,3m Vậy có thể lấy - Chiều dài của đáy khối móng quy ước: Lm = (2-2.0,1)+2.1,5.tg33o = 3,75m - Bề rộng của khối móng quy ước: Bm = (1,25-2.0,1)+2.1,5.tg33o = 3m Khối mãng quy ước c. Xác định tải trọng tiêu chuẩn dưới đáy khối móng quy ước (mũi cọc): - Trọng lượng của đất và đài từ đáy đài trở lên: N1== 3,75*3*18,6*1,4 = 29,3T - Trọng lượng khối đất từ mũi cọc tới đáy đài: N2 = S(LM*BM-Fc)li*gtb =(3,75*3-0,0625*6)*[18,6*1+18,8*6+26,3*1,5] = 185,8T - Trọng lượng giằng móng: Qgm= (0.22*0.4*3.6+0.22*0.4*4,05+0.22*0.4*1,05)*2.5 = 1,9T - Trọng lượng cọc: Qc= 6*0.0625*9*2.5 = 8,4T ÞTải trọng tại mức đáy móng: N=Ntt+N1+N2+ Qgm+ Qc= 133,244+29,3+185,8+1,9+8,4 = 358,644 T Mx=Mox=0 My=Moy= 10,154 Tm áp lực tính toán tại đáy khối móng quy ước: Wx = 2,125 m3 Wy = 7,03 m3 Fqư = Lm*Bm = 3,75*3 = 11,25 m2 PMax, min = Pmax= 34,18 T/ m2, Pmin= 29,58 T/m2, Ptb= 31,88 T/m2 * Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước (theo công thức của Terzaghi): Rđ ==(0.5*Ng*g*BM+(Nq-1) g*HM+Nc*c)/Fs+g*H Líp 5 có các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất dưới đáy móng qui ước j = 330, g = 2,63 KG/m2 tra bảng ta có Ng=34.8, Nq=26.1, Nc=38.7 (bá qua các hệ số hiệu chỉnh). Rđ ==(0.5*Ng*g*BM+(Nq-1) g*HM+Nc*c)/Fs+g*HM =(0,5*34,8*2,63*3+(26,1-1)*2,63*9,9+38,7*0)/3+2,63*9,9=289,64T/m2 Ta có : `Pqư = 31,88 T/m2 < Rđ=289,64 T/m2 Pmaxqư = 34,18 T/m2 < 1.2Rđ=1.2*289,64 =347,57 T/m2 Như vậy nền dưới mũi cọc đủ khả năng chịu lực. 6.2. Kiểm tra độ lún cho móng cọc: - ứng suất bản thân tại đáy khối móng quy ước: sbt=1,5*2,63+6*1,88 +1,86*1,7+1,78*0,4+1,75*0,3 = 19,62 T/m2; - ứng suất gây lún tại đáy khối móng quy ước: sz=0gl=stc-sbt=24,7-19,62 = 5,08 T/m2 Độ lún của móng cọc có thể tính gần đúng theo công thức sau: với Lm/Bm =3,75/3 = 1,25 Þ w=1.08 S = [(1-0,252)/1560]3,75*1,08*5,08 = 0,01237 cm < [S] Đảm bảo độ lún cho phép của công trình. IX. TÍNH TOÁN MÓNG DƯỚI TRỤC D KHUNG TRỤC 4: Móng trục N(T) M(Tm) Q(T) D -124,577 -10,493 -3,608 1. Xác định số lượng và bố trí cọc: a. Xác định số lượng. n = b . Trong đó : n : số lượng cọc trong đài b : hệ số kinh nghiệm, kể đến ảnh hưởng của lực ngang và mômen, b = (1,2-2) N : tổng lực đứng tĩnh tải kể đến cao trình đáy đài của cột trục C (phần tử C6) N = Ntt +Ntường tầng1 +Ngiằng mãng =124,577+1,1.1,8.0,22.((4,5-0,7).8,1/2+(4,5-0,3).3,6) +1,1.2,5.0,5.0,3.(3,6+8,1/2) = 149,556T P : sức chịu tải tính toán của cọc, [P] = 37,6 T ® n = 1,5 . = 5,9 cọc Chọn n = 6 cọc b. Bố trí cọc: Kích thước đài: 2000 x 1250 x 800 Khoảng cách giữa 2 cọc: 750 mm (3d = 750mm=< 750mm <= 6d =1500mm). Khoảng cách từ mép cọc ngoài cùng tới mép đài: 125 mm. 2. Đài cọc: - Từ việc bố trí cọc nh­ trên ta chọn kích thước đài: Bđ x Lđ = 1,25 x 2m - Chọn hđ = 0,8m, hođ = 0,8 - 0,1 = 0,7m 3. Tải trọng phân bố lên cọc: Giả thiết gần đúng coi cọc chỉ chịu tải dọc trục và cọc chỉ chịu nén hoặc kéo. Tải trọng tác dụng lên đầu cọc khi cọc làm việc trong móng cọc: Ta kiểm tra với trường hợp móng chịu lực dọc lớn nhất Móng trục N(T) M(Tm) Q(T) D -124,577 -10,493 -3,608 - Nmax,tt : Tổng tải trọng đứng tại cao trình đáy đài Nmax, tt = Ntt + Ntườngtầng 1 +Ngm+ Nđ - Nđ : Tải trọng do đài và đất trên đài truyền xuống Nmax, tt = 149,556+7,7 = 157,256T M : tổng mômen của tải trọng ngoài so với trục đi qua trọng tâm của các tiết diện cọc tại cao trình đáy đài M = Mo + Q. hđ = 10,493+3,608.0,8 = 13,379 Tm Lực truyền xuống các cọc dãy biên là: Pttmax = 30,674 T Pttmin = 21,744 T Ptttb = 26,209 T Pttmin= 21,744 > 0 nên không phải kiểm tra thêm điều kiện chống nhổ. Tất cả các cọc đều chịu nén. 4. Tính toán kiểm tra cọc. 4.1. Kiểm tra cọc trong giai đoạn thi công. a. Khi vận chuyển cọc: q = .F.n Trong đó : n là hệ động lực n = 1,4 q = 2,5.0,25.0,25.1,4 = 0,22 (T/m) Chọn a1 sao cho M+ M- Đoạn 1 (mũi cọc) a1 = 0,207lc Đoạn 2 (thân cọc) a1 = 0,207lc Biểu đồ mô men cọc khi vận chuyển MI = q. a2/2 = 0,22.0,5 = 0,11 T/m b. Khi treo cọc lên giá: Chọn a2 sao cho M+ M- Đoạn 1 (mũi cọc) a2 = 0,294lc Đoạn 2 (thân cọc) a2 = 0,294lc Biểu đồ mô men cọc khi cẩu lắp MII = q.a2/2 = 0,22.0,75 = 0,165 T/m * Nhận xét: Giá trị mô men lớn nhất khi cẩu lắp cột lên giá, ở đây ta chỉ cần kiểm tra đối với trường hợp cẩu lắp. Trị số mô men dương lớn nhất. Ta thấy MI < MII nên ta dùng MII để tính toán. M = 0,165 (T/m) Lấy lớp bảo vệ của cọc là: abv = 3 cm Chiều cao làm việc của cốt thép: h0 = 25 - 3 = 22 cm Fa = = = 0,298 cm2 Cốt thép dọc chịu mô men uốn của cọc là có Fa = 4,04 cm2 Cọc đủ khả năng chịu tải khi vận chuyển, cẩu lắp. c. Tính toán cốt thép làm móc cẩu. Lực kéo ở móc cẩu trong trường hợp cẩu lắp cọc: Fk = q.l Lực kéo ở một nhánh, gần đúng: = ql/2 = 0,55 T Diện tích cốt thép của móc cẩu: Fa = = = 0,26 cm2 Chọn có Fa = 1,13 cm2 4.2. Kiểm tra cọc trong giai đoạn sử dụng. Pmin + qc > 0 Các cọc đều chịu nén Kiểm tra P = Pmax + qc <= Trọng lượng tính toán của cọc: qc = 2,5.a2.lc.n Kiểm tra: Pnén=Pmax+qc = 35,026+2,5x0,25x0,25x6x1,1=36,057< =37,6(T) Vậy tất cả cọc đều đủ khả năng chịu tải và bố trí nh­ trên là hợp lý 5. Tính toán kiểm tra đài cọc: Cọc làm việc nh­ bản Conson cứng, phía trên chịu lực tác dụng dưới cột No và Mo phía dưới là phản lực đầu cọc P0i, nên cần phải tính toán hai khả năng. 5.1. Kiểm tra cường độ trên tiết diện nghiêng-điều kiện đâm thủng: Giả thiết bỏ qua ảnh hưởng của cốt thép ngang a. Kiểm tra cột đâm thủng đài theo dạng hình tháp: Việc kiểm tra điều kiện chọc thủng của cột đối với đài được tiến hành theo công thức: Pđt <= Pcđt Pđt <= Pcđt = Pđt: Lực đâm thủng bằng tổng phản lực của cọc nằm ngoài phạm vi của đáy tháp đâm thủng. Pđt = P1+P2+ P3+P4 +P5+P6 = 2.(30,674+21,744+26,209) = 157,24 T. bc , hc: Kích thước tiết diện cột: 0,22m x 0,5m ho: Chiều cao làm việc của đài, ho = 80-10 = 70cm. C1 , C2: Khoảng cách trên mặt bằng từ mép cột đến mép của đáy tháp đâm thủng. C1 =14cm; C2 = 40cm. Vì C1 < 0.5 ho và C2 < 0.5 ho ® a1 = a2 = 3,35 kG = 229,265 T Vậy chiều cao đài thỏa mãn điều kiện chống đâm. b. Kiểm tra khả năng hàng cọc chọc thủng đài theo tiết diện nghiêng. Điều kiện cường độ được viết nh­ sau: Pct £ b b ho Rk, Trong đó: Pct: Tổng phản lực các cọc nằm ngoài tiết diện nghiêng: Pct = P1+P2 = 30,675+30,675 = 61,348 T. b - bề rộng của đài, b =1,25 m. ho - chiều cao làm việc của tiết diện đang xét, ho = 0,7cm. b - hệ số không thứ nguyên.Vì c = 0,375m < 0,5ho nên lấy C = 0,5ho= 35cm Thay các giá trị vào công thức: Pct = 61,348 T £ b b ho Rk=1,57´12,5´70´8,8 = 120,9T Thỏa mãn điều kiện chọc thủng. * Chiều cao của đài thỏa mãn điều kiện chống đâm thủng và chọc thủng. 5.2. Tính toán cường độ trên tiết diện nghiêng thẳng đứng-tính toán cốt thép cho đài: Đài tuyệt đối cứng, coi đài làm việc nh­ bản conson ngàm tại mép cột. Ta phải tính toán và bố trí thép trong đài cho cả 2 phương. Chiều cao làm việc: h0 = 80 - 10 = 70 cm = 0,7 (m). Chọn thép AII có Ra = 2800 Kg/cm2 = 2,8(T/cm2). - Tính cho mặt cắt I-I: + Mômen tương ứng với mặt ngàm theo phương cạnh dài : MI = (P1+P2).0,5 =61,348.0,5 = 30,674 Tm; + Cốt thép theo phương vuông góc với mặt ngàm I-I được tính như sau: Chọn 9Æ16 a150 có Fa = 18,1 (cm2) - Tính cho mặt cắt II-II: + Mômen âm ứng với mặt ngàm theo phương cạnh ngắn: MII = (P1+P3+P5).0,265 = 0,265.( 30,674+21,744+26,209) = 20,83 Tm + Cốt thép: Chọn 11Æ12 a200 Có Fa = 12,44 (cm2) Hàm lượng = Fa/lđ.ho = 0,088% >= 0,05% Vậy bố trí thép như trên có thể coi như hợp lý. 6. Kiểm tra tổng thể móng cọc: Giả thiết coi móng cọc là móng khối quy ước nh­ hình vẽ. 6.1. Kiểm tra áp lực dưới đáy móng khối. a. Điều kiện kiểm tra: Pq­ <= Rđ ; PMaxqư <= 1,2.Rđ b. Xác định khối móng quy ước: - Chiều cao khối móng quy ước tính từ mặt đất lên mũi cọc Hm = 9,9m - Góc mở: do lớp đất 1, 2 và lớp đất 3 là những lớp đất yếu, khi tính bỏ qua ảnh hưởng của các lớp đất này: Theo Teraghi ta thấy h5 = 1,5 < Hm/3 = 9,9/3 = 3,3m Vậy có thể lấy - Chiều dài của đáy khối móng quy ước: Lm = (2-2.0,1)+2.1,5.tg33o = 3,75m - Bề rộng của khối móng quy ước: Bm = (1,25-2.0,1)+2.1,5.tg33o = 3m Khối mãng quy ước c. Xác định tải trọng tiêu chuẩn dưới đáy khối móng quy ước (mũi cọc): - Trọng lượng của đất và đài từ đáy đài trở lên: N1== 3,75*3*18,6*1,4 = 29,3T - Trọng lượng khối đất từ mũi cọc tới đáy đài: N2 = S(LM*BM-Fc)li*gtb =(3,75*3-0,0625*6)*[18,6*1+18,8*6+26,3*1,5] = 185,8T - Trọng lượng giằng móng: Qgm= (0.22*0.4*3.6+0.22*0.4*4,05+0.22*0.4*1,05)*2.5 = 1,9T - Trọng lượng cọc: Qc= 6*0.0625*9*2.5 = 8,4T ÞTải trọng tại mức đáy móng: N=Ntt+N1+N2+ Qgm+ Qc= 124,577+29,3+185,8+1,9+8,4 = 349,97 T Mx=Mox=0 My=Moy= 10,493 Tm áp lực tính toán tại đáy khối móng quy ước: Wx = 2,125 m3 Wy = 7,03 m3 Fqư = Lm*Bm = 3,75*3 = 11,25 m2 PMax, min = Pmax= 32,598 T/ m2 Pmin= 29,620 T/m2 Ptb = 31,108 T/m2 * Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước (theo công thức của Terzaghi): Rđ ==(0.5*Ng*g*BM+(Nq-1) g*HM+Nc*c)/Fs+g*H Líp 5 có các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất dưới đáy móng qui ước j = 330, g = 2,63 KG/m2 tra bảng ta có Ng=34.8, Nq=26.1, Nc=38.7 (bá qua các hệ số hiệu chỉnh). Rđ ==(0.5*Ng*g*BM+(Nq-1) g*HM+Nc*c)/Fs+g*HM =(0,5*34,8*2,63*3+(26,1-1)*2,63*9,9+38,7*0)/3+2,63*9,9=289,64T/m2 Ta có : `Pqư = 31,108 T/m2 < Rđ=289,64 T/m2 Pmaxqư = 32,598 T/m2 < 1.2Rđ=1.2*289,64 = 347,57 T/m2 Như vậy nền dưới mũi cọc đủ khả năng chịu lực. 6.2. Kiểm tra độ lún cho móng cọc: - ứng suất bản thân tại đáy khối móng quy ước: sbt=1,5*2,63+6*1,88 +1,86*1,7+1,78*0,4+1,75*0,3 = 19,62 T/m2; - ứng suất gây lún tại đáy khối móng quy ước: sz=0gl=stc-sbt=24,7-19,62 = 5,08 T/m2 Độ lún của móng cọc có thể tính gần đúng theo công thức sau: với Lm/Bm =3,75/3 = 1,25 Þ w=1.08 S = [(1-0,252)/1560]3,75*1,08*5,08 = 0,01237 cm < [S] Đảm bảo độ lún cho phép của công trình. Mặt bằng kết cấu móng được bố trí nh­ hình vẽ MỤC LỤC

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • doc2017.doc