Đề tài Thiết kế Ngân hàng đầu tư tỉnh Bắc Giang

AII có : Rs= 280 (MPa) =28,0(KN/cm2) + Thép sàn + thép đai dầm AI : Rs= 225 (MPa) =22,5(KN/cm2) Số liệu tính toán: Từ bảng tổ hợp nội lực cột ta chọn ra 3 cặp nội lực nghuy hiểm nhất để tính toán bêtông cốt thép cho cột Nmax =4059,64 (KN) ;Mtư=230,08 (KN.m) Mmax=237,64 (KN.m), Ntư=3552,77 (KN) + Cặp có tỉ số (M/N) lớn nhất:emax=(M/N) trùng cặp có trị số mô men lớn nhất.Mmax, Ntư a>Tính toán với cặp nội lực 1: Nmax =4059,64 (KN) ;Mtư=230,08 (KN.m) Kích thước tiết diện là : 55x 55 (cm) Giả thiết chọn a = a’ = 4 cm ị h0 = 55 – 4 = 51cm *>Độ lệch tâm: + Độ lệch tâm tĩnh học : e1 = = +Độ lệch tâm ngẫu nhiên: eo’chọn ea = 1,83(cm ) + Độ lệch tâm ban đầu : Kết cấu siêu tĩnh ị eo = max(e1;ea) = e1 =5,76 cm Chiều dài tính toán của cột là : lo = ψ.l = 0,7.3,6= 2,52 m. Trong đó: ψ :là hệ số phụ thuộc vào liên kết với khung có 3nhịp trở nên thì hệ số ψ=0,7. *>Hệ số uốn dọc: ị = = 4,58 <8ị không phải xét đến ảnh hưởng của uốn dọc Hệ số ảnh hưởng của uốn dọc: =>Độ lệch tâm tính toán e = he0 + 0,5 h – a = 1.5,76+ 0,5. 55 – 4 = 29,26(cm) *>Chiều cao vùng nén : ị x > . h0 = 0,623 . 51 =31,77ịTrường hợp nén lệch tâm nhỏ . - Ta đi tính lại x theo phương pháp đúng dần: Từ giá trị x ở trên ta tính AS kí hiệu là A*S cm2 -Từ AS = A*S ta đi tính được x =>x1=44,89 (cm) Tính toán cốt thép AS = A,S=28,104 (cm2) b>Tính toán với cặp nội lực 2: Mmax=237,64 (KN.m), Ntư=3552,77 (KN) Kích thước tiết diện là : 55x 55 (cm) Giả thiết chọn a = a’ = 4 cm ị h0 = 55 – 4 = 51cm *>Độ lệch tâm: + Độ lệch tâm tĩnh học : e1 = = +Độ lệch tâm ngẫu nhiên: eo’chọn ea = 1,83(cm ) + Độ lệch tâm ban đầu : Kết cấu siêu tĩnh ị eo = max(e1;ea) = e1 =6,68 cm Chiều dài tính toán của cột là : lo = ψ.l = 0,7.3,6= 2,52 m. Trong đó: ψ :là hệ số phụ thuộc vào liên kết với khung có 3nhịp trở nên thì hệ số ψ=0,7. *>Hệ số uốn dọc: ị = = 4,58 <8ị không phải xét đến ảnh hưởng của uốn dọc Hệ số ảnh hưởng của uốn dọc: =>Độ lệch tâm tính toán e = he0 + 0,5 h – a = 1.6,68+ 0,5. 55 – 4 = 30,18(cm) *>Chiều cao vùng nén : ị x > . h0 = 0,623 . 51 =31,77ịTrường hợp nén lệch tâm nhỏ . - Ta đi tính lại x theo phương pháp đúng dần: Từ giá trị x ở trên ta tính AS kí hiệu là A*S cm2 -Từ AS = A*S ta đi tính được x =>x1=44,58(cm) Tính toán cốt thép AS = A,S=20,02 (cm2) Kết luận :Trên cơ sở tính toán cốt thép chonphần tử C1 ta thấy khi tính toán với cặp nội lực thứ nhất cho ra kết quả diện tích cốt thép lớn hơn lưọng cốt thép khi tính với cặp nội lực thứ 2:Vậy ta lấy diện tích cốt thép có đựoc khi tính toán với cặp nội lực thứ nhất: AS = A,S=28,104 (cm2) để bố trí cốt thép cho cột. *Xử lý kết quả: >mmin Kiểm Tra : l ị mmin = 0,05% ị mmin<m<mmax =3% ị Hàm lượng cốt thép trong cột thoả mãn. ị Chọn 3f28và2f25 có As.chọn = 28,29 cm2 Bố trí cố thép cột : VIII.1.1>Tính toán cốt thép cho cột còn lại Việc tính toán các phần tử còn lại.ta đưavào bảng tính Excel.để tiện thi công,và đuợc sự đồng ý của thầy hướng dẫn kết cấu việc tính toán cốt thép cho khung sẽ lấy . ->Diện tích cốt thép của các phần tử C1.C2,C3,C4 để bố trí cố thép cột cho các cột tầng hầm,tầng 1,2,3. ->Diện tích cốt thép của các phần tử C17.C18,C19,C20 để bố trí cố thép cột cho các cột tầng 4,5,6,7. ->Diện tích cốt thép của các phần tử C33.C34,C35,C36 để bố trí cố thép cột cho các cột tầng 8,9,10. Kết quả tính toán đựoc tổng hợp trong bảng sau: Tờn phần tử Nội lực Số Liệu về Cấu Kiện Tớnh Toỏn Thộp chọn M (KNm) N (KN) h (cm) b (cm) a (cm) ho (cm) As =As, (mm2) Lớp 1 As =As, (mm2) c1 237.6 3553 55 55 4 51 2002 3f28 2f25 2829 c1 230.1 4060 55 55 4 51 2810 c2 398.3 4535 65 65 4 61 2092 3f25 2f25 2454 c2 46.52 5719 65 65 4 61 2278 c3 389.9 4862 65 65 4 61 2573 3f28 2f25 2829 c3 4.124 5998 65 65 4 61 2815 C4 222.4 3405 55 55 4 51 1625 3f25 2f22 2233 C4 208.9 3748 55 55 4 51 2097 c17 144.3 2031 45 45 4 41 951.1 3f22 2f22 1901 c17 155.4 2322 45 45 4 41 1542 C18 171.5 2844 50 50 4 46 1448 3f22 2f22 1901 C18 11.04 3493 50 50 4 46 1560 C19 189.7 3018 50 50 4 46 1914 3f25 2f25 2454 C19 38.72 3646 50 50 4 46 1857 C19 191.8 3313 50 50 4 46 2438 C20 126 1960 45 45 4 41 638 3f22 1769 C20 130.7 2171 45 45 4 41 1028 c33 86.1 792.1 35 35 4 31 cấu tạo 4f20 1257 c34 13.4 1315 40 40 4 36 cấu tạo 4f20 2f18 1766 C35 31.63 1290 40 40 4 36 cấu tạo 4f20 2f18 1766 C36 63.69 683.9 35 35 4 31 cấu tạo 4f20 1257 *>. tính cốt đai -Chọn đường kính cốt đai: fđai >fmax ,và 5mm => Chọn f8 -Chọn khoảng cách cốt đai: và500 mm => Chọn U = 250(cm) đ Chọn đai f8 a=250 -Khoảng cách cốt đai tại vị trí nối buộc cốt thép dọc là: đ chọn U = 150 (cm) đ Chọn đai f8 a=150 Với cốt đai các cột còn lại chọn giống nhau q8 a=200 và a=150 tại vị trí các nút buộc. VIII.2>Tính toán cốt thép cho dầm khung: VIII.2.1>Tính toán cốt thép cho phần tử D45. vị trí tiết diện m(KN.m) q(KN) đầu dầm -373,61 248,04 i-i giữa dầm 215,45 150,82 ii-ii cuối dầm 407,05 258,81 iii-iii VIII.2.1.1>Tính toán cốt thép dọc. -Kích thước dầm chính (30x60)cm -Cánh nằm trong vùng kéo nên bỏ qua. Tính theo tiết diện chữ nhật Giả thiết a = 7 cm đ ho= h - a = 60 -7 = 53(cm a> Tại mặt cắt I-I với M = 373,61 (KN.m) Ta có: = =< =>đặt cốt đơn Từ =0,386 => < Thoả mãn điều kiện hạn chế. Từ M coi M=Mgh Từ M coi M=Mgh Thì có đ As = = =3412(mm2)=34,12(cm2) Kiểm tra m =% = 2,1% > mmin= 0,05% Kích thước tiết diện dầm chính chọn là hợp lý. Căn cứ vào As =34,12(cm2). Chọn dùng 6f28 As =36,95(cm2). Kiểm tra sai số. % Sai số chấp nhận đựơc. Bố trí 3f28 ở lớp 1 và 3f28 ở lớp 2 abv>fmax(=25(mm) ; b> Tại mặt cắt III-III với M = 407,05 (KN.m) Ta có: = =< =>đặt cốt đơn Từ =0,42=> < Thoả mãn điều kiện hạn chế. Từ M coi M=Mgh Từ M coi M=Mgh Thì có đ As = = =3801(mm2)=38,01(cm2) Kiểm tra m =% = 2,39% > mmin= 0,05% Kích thước tiết diện dầm chính chọn là hợp lý. Căn cứ vào As =34,12(cm2). Chọn dùng 6f28 As =36,95(cm2). Kiểm tra sai số. % Sai số chấp nhận đựơc. Bố trí 3f28 ở lớp 1 và 3f28 ở lớp 2 abv>fmax(=25(mm) ; Giá trị thực tế nhỏ hơn giá trị tính toán không nhiều và thiên về an toàn nên không cần phải giả thiết lại. c> Tính cốt thép dọc chịu mômen dương: +> Cốt thép chịu mômen dưong : Mdương = 215,45(KN.m) +>Cánh nằm trong vùng nén nên tính theo tiết diện chữ T. Giả thiết a = 4cm đ ho= h - a = 600 -4 = 56(cm) +>Ta có chiều rộng cánh bc tính toán: = b + 2 Trong đó không vượt quá trị số bé nhất trong ba giá trị sau: =10(cm) Chọn =60 (cm) ị = 30 + 2.60 = 150 (cm). +>Xác định vị trí trục trung hoà: Mc = Rb. . (h0 – 0,5) = 11,5.10-3.1500.100.(560 – 0,5.100) = 828 (KN.m) ị Mmax= 215,45 (KN.m) < Mc =828 (KN.m) Nên trục trung hoà đi qua cánh, tính toán như đối với tiết diện chữ nhật (´ h) +>Xác định thép: 215,45 (KN.m) Ta có: = =< =>đặt cốt đơn Từ =0,04 => < Thoả mãn điều kiện hạn chế. Từ M coi M=Mgh Từ M coi M=Mgh Thì có đ As = = =1481(mm2)=14,81(cm2) Kiểm tra m =% = 0,88% > mmin= 0,05% Kích thước tiết diện dầm chính chọn là hợp lý. Căn cứ vào As =14,81(cm2). Chọn dùng 4f22 As =15,21(cm2). Kiểm tra sai số. % Sai số chấp nhận đựơc. Bố trí 3f28 ở lớp 1 và 3f28 ở lớp 2 abv=fmax=22(mm) ; =>chọn a=35(mm). VIII.2.1.2>Tính toán cốt thép đai. Lực cắt lớn nhất tại gối là: Qmax= 258,81(KN) - Kiểm tra điều kiện hạn chế: Ko.Rb.b.ho Qmax Trong đó Ko=0,3. -Giả thiết dùng đai f8 As=0,503 cm2 khoảng cách cốt đai là 150 cm - => - với bêtông nặng và bêtông hạt nhỏ => Ko=0,3. =0,3.1,043.0,885=0,277 => Ko.Rb.b.ho =0,277.1,15.30.56=535,164KN> Qmax=258,81(KN) => Thoả mãn điều kiện hạn chế: - Kiểm tra khả năng chịu lực của bêtông: K1.Rk.b.h0=0,6.0,09. 30. 56= 90,72(KN) < Qmax= 258,81(KN) ị Vậy tiết diện không đủ khả năng chịu cắt, phải tính cốt đai. Giả thiết dùng thép f8 (fđ=0,503 cm2), n=2. - Khoảng cách giữa các cốt đai theo tính toán: - Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai: - Khoảng cách giữa các cốt đai phải thỏa mãn điều kiện: => Vậy chọn cốt thép đai là f8 S150cm ở đoạn đầu dầm. => Vậy chọn cốt thép đai là f8 S200cm ở đoạn giữa dầm. VIII.2.1.3>Tính toán cốt thép treo. ở chỗ dầm phụ kê lên dầm chính cần có cốt treo để gia cố cho dầm chính, để tránh ứng suất cục bộ. Lực tập trung do dầm phụ truyền cho dầm chính là: Q=150,82 (KN) Cốt treo đặt dưới dạng cốt đai, diện tích cần thiết: Ftr = = = 6,7 (cm2) Dùng đai f8; n = 2; fđ = 0,503 (cm2) thì số đai cần thiết là: = = 6,66(đai)đ Lấy 8 (đai). Chiều dài khu vực cần bố trí cốt treo: S = bdp + 2h1 = bdp + 2(hdc – hdp) = 22 + 2.(60- 40) = 62 (cm). Đặt cốt treo ở hai bên dầm phụ, mỗi bên 4 đai. Khoảng cách giữa các đai: u = 6,5 (cm) VIII.2.2>Tính toán cốt thép cho phần tử còn lại.. Việc tính toán các phần tử còn lại.ta đưavào bảng tính Excel.để tiện thi công,ta tính toán bố trí thép dầm cho 2 tàng liên tiép nhau có lượng thép tính ra ở các mặt cắt xấp xỉ bằng nhau ,ta lấy lượng thép lớn nhất tại mặt cắt đó để bố trí cho 2 dầm. Phần tử dầm Nội lực Tiết diện a (cm) h0 (cm) As (cm2) Thép chọn M (KN.m) b (cm) h (cm) As (cm2) D45 373.61 30 60 7 53 34.122 3f28+3f28 36.945 215.45 30 60 4 56 14.810 4f22 15.205 407.05 30 60 7 53 38.010 6f28 36.945 D46 337.04 30 60 7 53 29.298 6f28 36.945 142.06 30 60 4 56 9.700 3f22 11.404 311.55 30 60 7 53 26.230 3f28+2f25 28.290 D47 324.58 30 60 7 53 27.790 3f28+2f25 28.290 120.83 30 60 4 56 8.230 2f22+1f18 10.147 297.81 30 60 7 53 24.731 3f28+2f25 28.290 D48 68.07 22 50 7 43 6.161 3f28 18.473 31.11 22 50 4 46 2.600 2f20 6.283 0 22 50 7 43 0.000 1f0 0.000 D49 382.84 30 60 7 53 35.378 6f28 36.945 156.99 30 60 4 56 10.740 3f22 11.404 365.81 30 60 7 53 32.914 3f28+3f28 36.945 D50 335.37 30 60 7 53 29.062 3f28+2f28 30.788 113.45 30 60 4 56 7.730 2f22 7.603 335.33 30 60 7 53 29.062 3f28+2f28 30.788 D51 357.03 30 60 7 53 31.600 3f28+2f28 30.788 133.52 30 60 4 56 9.120 2f22+1f18 10.147 325.71 30 60 7 53 27.903 3f28+2f25 28.290 D52 359.44 30 60 7 53 32.133 3f28+3f28 36.945 161.66 30 60 4 56 11.060 3f22 11.404 359.08 30 60 7 53 32.133 6f28 36.945 D53 398.06 30 60 7 53 37.752 3f28+3f28 36.945 223.5 30 60 4 56 15.380 4f22 15.205 409.45 30 60 7 53 38.040 6f28 36.945 D54 311.48 30 60 7 53 26.230 6f28 36.945 100.75 30 60 4 56 6.860 2f22 7.603 295.17 30 60 7 53 24.522 3f28+2f25 28.290 D55 339.44 30 60 7 53 29.535 3f28+3f25 33.199 163.65 30 60 4 56 11.200 3f22 11.404 346.21 30 60 7 53 30.380 3f28+2f28 30.788 D56 381.68 30 60 7 53 35.236 3f28+3f28 36.945 220.83 30 60 4 56 15.200 4f22 15.205 390.58 30 60 7 53 36.540 3f28+3f28 36.945 D57 295.11 30 60 7 53 24.522 3f28+2f28 30.788 103.22 30 60 4 56 7.030 2f22 7.603 278.89 30 60 7 53 22.781 4f28 24.630 D58 306.17 30 60 7 53 25.688 3f28+2f25 28.290 169.95 30 60 4 56 11.640 3f22 11.404 325.03 30 60 7 53 27.790 3f28+2f25 28.290 D59 357.9 30 60 7 53 31.877 3f28+3f25 33.199 218.68 30 60 4 56 15.080 4f22 15.205 355.61 30 60 7 53 31.623 3f28+3f25 33.199 D60 271.22 30 60 7 53 21.986 2f28+2f25 22.133 107.25 30 60 4 56 7.300 2f22 7.603 254.25 30 60 7 53 20.249 2f28+2f25 22.133 D61 289.95 30 60 7 53 23.899 3f25+2f25 24.544 169.95 30 60 4 56 11.640 3f22 11.404 295.35 30 60 7 53 24.522 3f25+2f25 24.544 D62 338.57 30 60 7 53 29.416 3f25+3f25 29.452 213.95 30 60 4 56 14.760 4f22 15.205 333.77 30 60 7 53 28.827 3f25+3f25 29.452 D63 239.34 30 60 7 53 18.851 2f25+2f25 19.635 107.28 30 60 4 56 7.300 2f22 7.603 238.88 30 60 7 53 18.759 2f25+2f25 19.635 D64 274.52 30 60 7 53 22.282 3f25+2f22 22.329 169.61 30 60 4 56 11.620 2f22+2f18 12.692 266.85 30 60 7 53 21.497 3f25+2f22 22.329 D65 317.78 30 60 7 53 26.830 3f25+3f22 26.130 208.79 30 60 4 56 14.390 4f22 15.205 311.54 30 60 7 53 26.230 3f25+3f22 26.130 D66 209.42 30 60 7 53 16.087 2f25+2f22 17.420 107.35 30 60 4 56 7.310 2f22 7.603 223.88 30 60 7 53 17.404 2f25+2f22 17.420 D67 233.24 30 60 7 53 18.303 3f25+2f22 22.329 176.73 30 60 4 56 12.130 2f22+2f18 12.692 254.49 30 60 7 53 20.344 3f25+2f22 22.329 D68 298.49 30 60 7 53 24.836 3f25+3f22 26.130 206.16 30 60 4 56 14.200 4f22 15.205 285.85 30 60 7 53 23.489 3f25+3f22 26.130 D69 196.44 30 60 7 53 14.973 2f25+2f22 17.420 111.72 30 60 4 56 7.610 2f22 7.603 187.98 30 60 7 53 14.216 2f25+2f22 17.420 D70 191.42 30 60 7 53 14.551 4f22 15.205 172.55 30 60 4 56 11.820 3f22 11.404 147.79 30 60 7 53 10.901 3f22+3f22 22.808 D71 275.57 30 60 7 53 22.382 3f22+3f22 22.808 205.04 30 60 4 56 14.080 4f22 15.205 254.12 30 60 7 53 20.249 3f22+3f22 22.808 D72 187.31 30 60 7 53 14.133 3f22+3f22 22.808 116.9 30 60 4 56 7.960 2f22+1f18 10.147 139.8 30 60 7 53 10.200 3f22 11.404 D73 154.01 30 60 7 53 11.374 4f22 15.205 203.36 30 60 4 56 14.000 3f22 11.404 228.9 30 60 7 53 17.852 3f22+3f22 22.808 D74 246.75 30 60 7 53 19.591 3f22+3f22 22.808 168.36 30 60 4 56 11.530 3f22+3f22 22.808 195.53 30 60 7 53 14.889 4f22 15.205 D75 160.18 30 60 7 53 11.850 4f22 15.205 138.63 30 60 4 56 9.460 2f22+1f18 10.147 133.1 30 60 7 53 9.661 3f22 11.404 D76 53.62 30 60 7 53 3.696 2f16 4.021 68.78 30 60 4 56 4.670 2f18 5.089 66.03 30 60 7 53 4.603 3f16 6.032 D77 87.26 30 60 7 53 6.169 3f16 6.032 61.24 30 60 4 56 4.150 2f18 5.089 68.03 30 60 7 53 4.744 3f16 6.032 D78 49.75 30 60 7 53 3.420 3f16 6.032 75.18 30 60 4 56 5.100 2f18 5.089 56.38 30 60 7 53 3.904 2f16 4.021 phần 2 tính toán cầu thang I.đặc điểm kết cấu. Công trình sử dụng một cầu thang bộ chính dùng để lưu thông giữa các tầng nhà theo phương thắng đứng, cầu thang thiết kế cầu thang 2 đợt có cốn thang. Đổ bê tông cốt thép tại chỗ (cấu tạo và chi tiết cầu thang xem bản vẽ kiến trúc) Cầu thang là 1 kết cấu lưu thông theo phương thẳng đứng của công trình, chịu tải trọng của con người và tải trọng ngang của công trình tạo lên độ cứng theo phương thẳng đứng của công trình. Khi thiết kế ngoài yêu cầu cấu tạo kiến trúc còn phải đảm bảo về độ cứng và độ võng của kết cấu, tạo an toàn khi sử dụng. II.thiết kế bêtông cốt thép cầu thang. II1.lập mặt bằng kết cấu cầu thang. II.2.xác định kích thước các cấu kiện *>Chọn bản thang hb = 10cm (Xem phần chọn kích thước sơ bộ) *>Cốn thang để đảm bảo yêu cầu kiến trúc chọn tiết diện cốn . Với Sin a=0,447; cosa=0,895 Vậy ta chọn hc =300 mm bc = 120mm. Chọn tiết diện dầm CT :300x120mm *>Dầm thang chọn : hdt mm Chọn hdt=300 ịchọn bd = 220mm Chọn tiết diện dầm DCN1 ,DCT :300x220mm II.3.xác định tảI trọng II.3.1. Xác định tải trọng bản thang. ă Tĩnh tải: Phần tĩnh tải theo cấu tạo của bản thang xác định theo bảng sau. Các lớp cấu tạo, gtc (KN/m2) n gtt (KN/m2) - Lớp đá granitô: d = 0,015m, g = 22 (KN/m3) 0,443 1,2 0,5316 - Bậc xây bằng gạch chỉ: b´h = (0,3´0,15)m, g = 18 (KN/m3) 0,5.1,21 1,3 1,573 - Lớp vữa lót: d = 0,015m, g = 18 (KN/m3) 0,015.18 = 0,27 1,3 0,351 - Bản thang BTCT: d = 0,1m, g = 25(KN/m3) 0,1.25 = 2,5 1,1 2,75 - Vữa trát bụng thang: d = 0,015m, g = 18(KN/m3) 0,015.18 = 0,27 1,3 0,351 Tổng tĩnh tải tác dụng lên mặt phẳng nghiêng bản thang: Sgtt = 5,56 ă Hoạt tải: Hoạt tải theo tải trọng và tác động (TCVN 2737 – 1995) Loại phòng ptc (KN/m2) n ptt (kG/m2) Cầu thang 3 1,2 3,6 - Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang là: qb = gtt + ptt = 5,56+3,6 =9,16 (KN/m2) - Tải trọng tính toán: qtt = qb.cosa = 9,16.0,895 = 8,2(KN/m2) II.3.2. Xác định tải trọng bản chiếu nghỉ ,chiếu tới ; Các lớp cấu tạo, gtc (KN/m2) n gtt (KN/m2) - Lớp đá granitô: d = 0,015m, g = 22 (KN/m3 0,015.22 = 0,33 1,2 0,396 - Lớp vữa lót: d = 0,015m, g = 18 (KN/m3) 0,015.18 = 0,27 1,3 0,351 - Bản thang BTCT: d = 0,1m, g = 25(KN/m3) 0,1.25 = 2,5 1,1 2,75 - Vữa trát bụng thang: d = 0,015m, g = 18 (KN/m3) 0,015.18 = 0,27 1,3 0,351 Tổng tĩnh tải tác dụng lên bản chiếu nghỉ : Sgtt= 3,85 - Tổng tải trọng tác dụng lên bản chiếu tới,chiếu nghỉ : qb = gtt + ptt = 3,85+3,6 =7,55(KN/m2) II.3.2. Xác định tải trọng bản thân cốn thang. Tải trọng bản thân cốn thang STT Loại tải trọng n qtc(KN/m) qtt(KN/m) 1 Tải bản thân cốn thang 0,12*0,3*25 1,1 0,9 0.99 2 Lớp trát: (0,12+0,3+0,12)*0,015*18 1,3 0,146 0,189 3 Do đan thang: 9,16*1,47/2 6,73 4 Do tay vịn gỗ: 0,4 KN/m) 1,3 0,4 0,52 Tổng cộng 8,43 - Tải trọng tính toán: qtt = qc.cosa = 8,43.0,895 = 7,54(KN/m) II.4.tính toán cốt thép các cấu kiện. II.4.1. Chọn vật liệu: + Bê tông B20 có: : Rb = 11,5 (MPa) + Thép chịu lực dầm AII có : Rs= 280 (MPa) =28,0(KN/cm2) + Thép sàn + thép đai dầm AI : Rs= 225 (MPa) =22,5(KN/cm2) II.4.2. Tính bản thang:BT(Tính theo sơ đồ khớp dẻo) - Thang có cốn, bản thang tựa một đầu lên cốn và một đầu lên tường. - Cạnh dài bản thang T1: - Cạnh ngắn bản thang T1: l1t1 = 1,42 + C = 1,42+0,05=1,47(m) Trong đó:Lấy đoạn bản kê lên tường Sb=110 (mm) C=min(0,5Sb,0,5hb)=50(mm) Xét tỷ số: =>Bản thang thuộc bản loại dầm. Tính toán cốt thép theo phương cạnh ngắn: Để tiện tính toán ta quy phương của tải trọng vuông góc với bản và cắt một dải bản có b=1(m) theo phương cạnh ngắn để tính: + Xác định nội lực: - Mômen dương của bản: - Mômen âm của bản: * Cốt thép chịu mômen dương + Bê tông B20 có: Rb = 11,5 (MPa)=> ; Sàn dày 10 cm; giả thiết: a = 1,5cm = =< Từ =0,015=> <Thoả mãn điều kiện hạn chế. Từ M coi M=Mgh Thì có đ As = = =6,56.10-5(m2)=0,656 (cm2) Kiểm tra m = = 0,077% > mmin= 0,05% Theo phương cạnh ngắn : Chọn f8S200 (As=2,512(cm2) * Cốt thép chịu mômen âm: + Bê tông B20 có: Rb = 11,5 (MPa)=> ; Sàn dày 10 cm; giả thiết: a = 1,5cm = =< Từ =0,027=> <Thoả mãn điều kiện hạn chế. Từ M coi M=Mgh Thì có đ As = = =1,17.10-4(m2)=1,17 (cm2) Kiểm tra m = = 0,14% > mmin= 0,05% Theo phương cạnh ngắn : Chọn &8 S200 ( As= 2,51cm2). Tính toán cốt thép theo phương cạnh dài: Theo phương cạnh dài,Cốt thép đặt theo cấu tạo. Chọn Chọn &8 S200 ( As= 2,51cm2). Kiểm tra m = = 0,17% > mmin= 0,05% Bố trí cốt thép bản thang Bố trí cốt thép trong bản thang (Xem bản vẽ ) II.4.3. Tính bản chiếu nghỉ:Bcn(Tính theo sơ đồ khớp dẻo) - Bản chiếu nghỉ :Có 1 cạnh đối diện tựa lên dầm thang(300x220),3 cạnh còn lại còn lại tựa lên tường. - Cạnh dài bản chiếu nghỉ BCN: - Cạnh ngắn bản thang T1: l1cn = 1,8 – 3.( 0,5bdcn)+C= 1,8-3.0,5.0,22+0,05=1,52(m) Trong đó:Lấy đoạn bản kê lên tường Sb=110 (mm) C1=C2=C=min(0,5Sb,0,5hb)=50(mm) Xét tỷ số: =>Bản thang thuộc bản loại dầm. Để tiện tính toán ta quy phương của tải trọng vuông góc với bản và cắt một dải bản có b=1(m) theo phương cạnh ngắn để tính: + Xác định nội lực: - Mômen dương của bản: - Mômen âm của bản: * Cốt thép chịu mômen dương + Bê tông B20 có: Rb = 11,5 (MPa)=> ; Sàn dày 10 cm; giả thiết: a = 1,5cm = =< Từ =0,015=> 0,015<Thoả mãn điều kiện hạn chế. Từ M coi M=Mgh Thì có đ As = = =6,64.10-5(m2)=0,66(cm2) Kiểm tra m = = 0,07% > mmin= 0,05% Theo phương cạnh ngắn : Chọn &8 S200 ( As= 2,51cm2). * Cốt thép chịu mômen âm(thép mũ) = =< Từ =0,027=> 0,027< Thoả mãn điều kiện hạn chế. Từ M coi M=Mgh Thì có đ As = = =1,19.10-4(m2)=1,19 (cm2) Theo phương cạnh ngắn : Chọn &8 S200 ( As= 2,51cm2). Kiểm tra m = = 0,14% > mmin= 0,05% Bố trí cốt thép bản chiếu nghỉ. II.4.4. Tính bản chiếu tới:Bct(Tính theo sơ đồ khớp dẻo) Việc tính toán bản chiếu tới tiến hành tính toán tưong tự. II.4.5. Tính cốn thang.(300x120) - Chiều dài cốn thang:l= - Mômen lớn nhất trong cốn thang là: - Lực cắt lớn nhất trong cốn thang là: - Tính cốt thép dọc: Chọn a = 3cm h0 = 30-3 = 27 cm = =< Từ =0,0102=> 0,0102<Thoả mãn điều kiện hạn chế. Từ M coi M=Mgh Thì có đ As = = =1,14.10-4(m2)=0,114 (cm2) =>Chọn 1f16 [ As=2,011 cm2] - Tính toán cốt đai: Lực cắt Q=13,91 (KN) - Kiểm tra điều kiện bờtụng khụng bị phỏ hoại trờn tiết diện nghiờng : Q Ê koRbtbho K0.Rbt.b.h0 = 0,35.11,5.103.0,15.0,27 = 163,01(KN) => K0.Rbt.b.h0 >Q=13,91(KN) - Kiểm tra khả năng chịu lực cắt của bêtông. K1.Rb.b.h0 = 0,6.11,5. 103.0,15.0,27 = 279,45(KN)> Q Đặt theo cấu tạo &6 cấu tạo s= min(15cm,1/2h)= 15cm ở khoảng 1/4 gần gối. Ở giữa nhịp lấy a =20cm. II.4.6. Tính toán dầm chiếu nghỉ. DCN a>Xác định tải trọng: +. Tải trọng phân bố: Loại tải trọng qtc(KN/m) n qtt(KN/m) - Tải trọng bản thân dầm: 0,22*0,3*25 1,65 1,1 1,82 - Tải trọng do lớp trát: (0,22+0,2)*0,015*18 0,113 1,3 0,147 - Tải trọng từ sàn chiếu nghỉ: 7,75 * 1,52/2 5,89 Cộng :qd 7,86 +. Tải trọng tập trung: Mômen lớn nhất ở giữa nhịp: - Tính cốt thép dọc: Chọn a = 4cm h0 = 30-4 = 26 cm =< Từ =0,041=> 0,042< Thoả mãn điều kiện hạn chế. Từ M coi M=Mgh Thì có đ As = = =4,46.10-4(m2)=4,46 (cm2) =>Chọn 3f14 [ As=4,62 cm2] Kiểm tra m = = 0,78% > mmin= 0,05% Thép lớp trên chọn theocấu tạo 2f12 [ As=2,26 cm2] - Tính toán cốt đai Lực cắt lớn nhất trong dầm thang: Q=q.l/2+P=7,662.1,52/2+13,91=19,73(KN) - Kiểm tra điều kiện bờtụng khụng bị phỏ hoại trờn tiết diện nghiờng : Q Ê koRbtbho K0.Rbt.b.h0 = 0,35.11,5.103.0,22.0,26 = 230,23(KN) => K0.Rbt.b.h0 >Q=13,91(KN) - Kiểm tra khả năng chịu lực cắt của bêtông. K1.Rb.b.h0 = 0,6.11,5. 103.0,22.0,26 = 394,68(KN)> Q Đặt theo cấu tạo &6 cấu tạo s= min(15cm,1/2h)= 15cm ở khoảng 1/4 gần gối. Ở giữa nhịp lấy a =20cm. II.4.7. Tính toán dầm chiếu tới.DCT a>Xác định tải trọng: +. Tải trọng phân bố: Loại tải trọng qtc(KN/m) n qtt(KN/m) - Tải trọng bản thân dầm: 0,22*0,3*25 1,65 1,1 1,815 - Tải trọng do lớp trát: (0,22+0,2)*0,015*18 0,113 1,3 0,147 - Tải trọng từ sàn chiếu tới: 7,75 * 0,57/2 2,21 Cộng :qd 4,17 +. Tải trọng tập trung: b>Xác định nội lực ,tính toán cốt thép Mômen lớn nhất ở giữa nhịp: - Tính cốt thép dọc: Chọn a = 4cm h0 = 30-4 = 26 cm =< Từ =0,034=> 0,035< Thoả mãn điều kiện hạn chế. Từ M coi M=Mgh Thì có đ As = = =3,71.10-4(m2)=3,71 (cm2) =>Chọn 3f14 [ As=4,62 cm2] Kiểm tra m = = 0,65% > mmin= 0,05% Thép lớp trên chọn theocấu tạo 2f12 [ As=2,26 cm2] - Tính toán cốt đai Đặt theo cấu tạo &6 cấu tạo s= min(15cm,1/2h)= 15cm ở khoảng 1/4 gần gối. Ở giữa nhịp lấy a =20cm. phần 3 tính toán SÀN TẦNG ĐIỂN HèNH I.quan điểm tính toán Tính toán các ô bản sàn tầng điển hình theo sơ đồ khớp dẻo,riêng sàn nhà vệ sinh để đảm bảo tính năng sử dụng tốt,yêu cầu về sàn không đựơc phép nứt,ta tính sàn theo sơ đồ đàn hồi. Công trình sử dụng hệ khung chịu lực,sàn sườn bêtông cốt thép toàn khối .Như vậy các ô sàn được đổ toàn khối với dầm.Vì thế liên kết giữa sàn và dầm là liên kết cứng(Các ô sàn đựơc ngàm vào vị trí mép dầm) Cơ sở phân loại ô sàn - Khi : Thuộc loại bản dầm , bản làm việc theo phương cạnh ngắn. - Khi : Thuộc loại bản kê bốn cạnh , bản làm việc theo 2 phương. Tính toán bản kê 4 cạnh theo sơ đồ khớp dẻo ,các hệ số tra trong bảng sau: r = lt2/lt1 q A1 và B1 A2 và B2 1 á 1,5 1 á 0,3 2,5 á 1,5 2,5 á 0,8 - Tải trọng tiêu chuẩn tra trong TCVN2737-1995. - Tính toán bêtông cốt thép sàn theo TCXDVN 356-2005. II.thiết kế bêtông cốt thép sàn. II1.lập mặt bằng kết cấu sàn tầng điển hình. II.2.xác định kích thước *>Chọn chiều dày sàn hs = 10cm (Xem phần chọn kích thước sơ bộ) II.3.xác định tảI trọng II.3.1. Xác định tải trọng (Tĩnh tải+Hoạt tải) Tải trọng tĩnh tải,Hoạt tải ô sàn xem phần I tính toán khung trục 2. STT Tên Kích thước Loại sàn Tĩnh tải Hoạt tải Tổng l1(m) l2(m) qtt(KN/m2) qht(KN/m2) q(KN/m2) 1 Ô1 3 3 Bản kê 3.93 2.4 6.33 2 Ô2 3 3.9 Bản kê 3.93 2.4 6.33 3 Ô3 2.1 3 Bản kê 3.93 3.6 7.53 4 Ô4 2.4 6 Loại dầm 3.93 2.4 6.33 5 Ô5 3 4.08 Bản kê 3.93 2.4 6.33 6 Ô6 1.92 3 Bản kê 3.93 2.4 6.33 7 Ô7 3 4.2 Bản kê 7.78 2.4 10.178 8 Ô8 3 1.8 Bản kê 7.78 2.4 10.178 II.4.tính toán cốt thép sàn. II.4.1. Chọn vật liệu: + Bê tông B20 có: : Rb = 11,5 (MPa) + Thép chịu lực dầm AII có : Rs= 280 (MPa) =28,0(KN/cm2) + Thép sàn + thép đai dầm AI : Rs= 225 (MPa) =22,5(KN/cm2) II.4.2. Tính ô bản :phòng làm việc,sảnh,hành lang: (Tính theo sơ đồ khớp dẻo) II.4.2. 1 Tính toán cốt thép ô sàn 1: a>.Xác định nội lực: Ô sàn 1 được tính theo sơ đồ khớp dẻo với sơ đồ liên kết là bản kê bốn cạnh ngàm . Nhịp tính toán theo hai phương là: L1 = L-110-150= 3000 - 110 -150=2740 (mm). L2= L- 2.110 = 3000 - 2.110 =2780 (mm). Vì ô sàn 1 thuộc phòng làm việc nên tổng tải trọng tác dụng lên sàn là: q=6,33(KN/m2) Chọn M1 làm ẩn số chính: - Xét tỷ số: =>Bản kê làm việc hai phương. Tra các hệ số A1=B1=2,47;A2=B2=2,449 Mômemn M1 đựơc xác định theo công thức sau : Khi cốt thép chịu mômem dương đặt theo mỗi phương trong toàn bộ ô bản,ta xác định D theo công thức : =(2+2,47+2,47).2,78+(2.0,979+2,449+2,449).2,74=38,01 Thay vào (1) : b>Tính toán cốt thép chịu lực: *>Tính cốt thép chịu mômen dương : + Bê tông B20 có: Rb = 11,5 (MPa)=> ; Sàn dày 10 cm; giả thiết: a = 2cm = =< Từ =0,0083=> <Thoả mãn điều kiện hạn chế. Từ M coi M=Mgh Thì có đ As = = =3,4.10-5(m2)=0,34 (cm2) Kiểm tra m = = 0,04% < mmin= 0,05% Hàm lượng cốt thép nhỏ => Chọn f8S200 (As=2,512(cm2) *>Tính cốt thép chịu mômen dương : => Chọn f8S200 (As=2,512(cm2) *>Tính cốt thép chịu mômen âm : + Bê tông B20 có: Rb = 11,5 (MPa)=> ; Sàn dày 10 cm; giả thiết: a = 2cm = =< Từ =0,0205=> <Thoả mãn điều kiện hạn chế. Từ M coi M=Mgh Thì có đ As = = =8,46.10-5(m2)=0,86 (cm2) Kiểm tra m = = 0,11% > mmin= 0,05% Hàm lượng cốt thép hợp lý => Chọn f8S200 (As=2,512(cm2) *>Tính cốt thép chịu mômen âm : + Bê tông B20 có: Rb = 11,5 (MPa)=> ; Sàn dày 10 cm; giả thiết: a = 2cm = =< Từ =0,0203=> <Thoả mãn điều kiện hạn chế. Từ M coi M=Mgh Thì có đ As = = =8,39.10-5(m2)=0,84 (cm2) Kiểm tra m = = 0,10% > mmin= 0,05% Hàm lượng cốt thép hợp lý. => Chọn f8S200 (As=2,512(cm2) II.4.2.2. Tính toán cốt thép ô sàn 2: Xác định nội lực: Nhịp tính toán theo hai phương là: L1 = L-110-150= 3000 - 110 -150=2740 (mm). L2= L- 2.110 = 3900 - 2.110 =3680 (mm). Tổng tải trọng tác dụng lên sàn là: q=6,33(KN/m2) - Xét tỷ số: =>Bản kê làm việc hai phương. Tra các hệ số: A1=B1=1,81;A2=B2=1,33 Việc tính toán xác định mômen,tính toán cốt thép mômen âm ,mômen dương ta tiến hành tính toán tương tự như với ô sàn Ô1.Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau: Nôi lực hs ho(m) am z As(cm2) As chọn m% M1 1.115 10 0.08 0.0152 0.9924 0.62443 f8S200 0.08% M2 0.580 10 0.08 0.0079 0.9960 0.32332 f8S200 0.04% MI 2.023 10 0.08 0.0275 0.9861 1.13988 f8S200 0.14% MI, 1.487 10 0.08 0.0202 0.9898 0.8349 f8S200 0.10% MII 2.023 10 0.08 0.0275 0.9861 1.13988 f8S200 0.14% MII, 1.487 10 0.08 0.0202 0.9898 0.8349 f8S200 0.10% II.4.2.3. Tính toán cốt thép ô sàn 3: Xác định nội lực: Nhịp tính toán theo hai phương là: L2 = L-110-150= 3000 - 110 -150=2740 (mm). L1= L- 2.110 = 2100 - 2.110 =1880 (mm). Tổng tải trọng tác dụng lên sàn là: q=7,53(KN/m2) - Xét tỷ số: =>Bản kê làm việc hai phương. Tra các hệ số: A1=B1=1,58;A2=B2=0,94 Việc tính toán xác định mômen,ta tiến hành tính toán tương tự như với ô sàn Ô1.Kết quả tính toán đuợc thể hiện trong bảng sau: Nôi lực hs ho(m) am z As(cm2) As chọn m% M1 0.737 10 0.08 0.01 0.9950 0.4117 f8S200 0.05% M2 0.265 10 0.08 0.0036 0.9982 0.14756 f8S200 0.02% MI 1.169 10 0.08 0.0159 0.9920 0.65454 f8S200 0.08% MI, 0.697 10 0.08 0.0095 0.9952 0.38881 f8S200 0.05% MII 1.169 10 0.08 0.0159 0.9920 0.65454 f8S200 0.08% MII, 0.697 10 0.08 0.0095 0.9952 0.38881 f8S200 0.05% II.4.2.4. Tính toán cốt thép ô sàn 4: Nhịp tính toán theo hai phương là: L2 = 6000 (mm). L1= 2400 (mm). Tổng tải trọng tác dụng lên sàn là: q=6,63(KN/m2) Xét tỷ số: =>Bản loại dầm làm việc 1 phương. Để tiện tính toán ta quy phương của tải trọng vuông góc với bản theo phương cạnh ngắn và cắt một dải bản có b=1(m) theo phương cạnh ngắn để tính + Xác định nội lực: - Mômen dương của bản: - Mômen âm của bản: * Cốt thép chịu mômen dương + Bê tông B20 có: Rb = 11,5 (MPa)=> ; Sàn dày 10 cm; giả thiết: a = 2cm = =< Từ =0,02=> <Thoả mãn điều kiện hạn chế. Từ M coi M=Mgh Thì có đ As = = =8,9.10-5(m2)=0,89 (cm2) Kiểm tra m = = 0,11% > mmin= 0,05% Theo phương cạnh ngắn : Chọn f8S200 (As=2,51(cm2) * Cốt thép chịu mômen âm: + Bê tông B20 có: Rb = 11,5 (MPa)=> ; Sàn dày 10 cm; giả thiết: a = 2cm = =< Từ =0,043=> <Thoả mãn điều kiện hạn chế. Từ M coi M=Mgh Thì có đ As = = =1,8.10-4(m2)=1,8 (cm2) Kiểm tra m = = 0,23% > mmin= 0,05% Theo phương cạnh ngắn : Chọn f8S200 (As=2,51(cm2) II.4.2.5. Tính toán cốt thép ô sàn 5: Xác định nội lực: Nhịp tính toán theo hai phương là: L2 = L-110-150= 4080 - 110 -150=3820 (mm). L1= L- 2.110 = 3000- 2.110 =2780 (mm). Tổng tải trọng tác dụng lên sàn là: q=6,63(KN/m2) - Xét tỷ số: =>Bản kê làm việc hai phương. Tra các hệ số: ; A1=B1=1,75;A2=B2=0,23 Việc tính toán xác định mômen,ta tiến hành tính toán tương tự như với ô sàn Ô1.Kết quả tính toán đuợc thể hiện trong bảng sau: Nôi lực hs ho(m) am z As(cm2) As chọn m% M1 1.215 10 0.08 0.0165 0.9917 0.68077 f8S200 0.09% M2 0.579 10 0.08 0.0079 0.9961 0.3228 f8S200 0.04% MI 2.129 10 0.08 0.0289 0.9853 1.20027 f8S200 0.15% MI, 1.492 10 0.08 0.0203 0.9898 0.83765 f8S200 0.10% MII 2.129 10 0.08 0.0289 0.9853 1.20027 f8S200 0.15% MII, 1.492 10 0.08 0.0203 0.9898 0.83765 f8S200 0.10% II.4.2.6. Tính toán cốt thép ô sàn 6: Nhịp tính toán theo hai phương là: L2 = L-110-150= 1920 - 110 -150=1750 (mm). L1= L- 2.110 = 3000- 2.110 =2780 (mm). Tổng tải trọng tác dụng lên sàn là: q=7,53(KN/m2) Xét tỷ số: =>Bản kê làm việc hai phương. ; A1=B1=1,82;A2=B2=1,12 Việc tính toán xác định mômen,ta tiến hành tính toán tương tự như với ô sàn Ô1.Kết quả tính toán đuợc thể hiện trong bảng sau: Nôi lực hs ho(m) am z As(cm2) As chọn m% M1 0.599 10 0.08 0.0081 0.9959 0.33389 f8S200 0.04% M2 0.262 10 0.08 0.0036 0.9982 0.14591 f8S200 0.02% MI 1.091 10 0.08 0.0148 0.9925 0.61071 f8S200 0.08% MI, 0.672 10 0.08 0.0091 0.9954 0.3751 f8S200 0.05% MII 1.091 10 0.08 0.0148 0.9925 0.61071 f8S200 0.08% MII, 0.672 10 0.08 0.0091 0.9954 0.3751 f8S200 0.05% II.4.3. Tính ô bản :sàn vệ sinh: (Tính theo sơ đồ đàn hồi) II.4.3.1 Tính ô bản Ô7: (4,2x3)m Ô sàn 7 có 4 cạnh ngàm vào dầm xung quanh => Tính toán theo sơ đồ 9,tính theo bản liên tục. Xác định nội lực: Nhịp tính toán theo hai phương là: Nhịp tính toán lấy đến tim dầm. L2 = 4200 (mm). L1= 3000mm). Tổng tải trọng tác dụng lên sàn là: 10,18(KN/m2) a)Tính mômen dương ở nhịp theo công thức : M1=m11.P’+mi1.P’’ M2=m12.P’+mi2.P’’ Trong đó : + P=(g+p).l1.l2=10,18.4,2.3= 128,27 (KN.m) + M1, M2 : là mômen dương theo phương cạnh ngắn, dài + m11,mi2;m12;mi2 tra theo sách “ Sổ tay thực hành kết cấu công trình” PGS-PTS Vũ Mạnh Hùng trang 32(ô bản thuộc sơ dồ 9) ị Ta có : tra bảng m11=0,0469; m12 = 0,024 ; m91 = 0,021; m92 = 0,0107 M1 = 0,0469 . 7,56 + 0,021 . 64,13 = 1,7 (KN.m) M2 = 0,024. 7,56 + 0,0107 . 64,13 = 0,868 (KN.m) b)Tính mô men âm ở gối theo công thức : Trong đó : P = 128,27(đã tính ở trên) MI, MII : là mômen âm theo phương cạnh ngắn, dài ki1, ki2 : là hệ số tra bảng ị Ta có : tra bảng k91= 0,0473; K92 = 0,024 MI = 0,0473 . 128,27= 6,067 (KG.m) MII = 0,024 . 128,27=3,08 (KG.m) c>Tính toán cốt thép c.1> Tính toán cốt thép chịu mô men dương M1 & M2 Để tính toán cốt thép ta cắt ra dải bản rộng b=1m để tính, Tính theo cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật. *> Tính theo phương cạnh dài l1: M1 = 1,7 (KN.m) + Bê tông B20 có: Rb = 11,5 (MPa)=> ; Sàn dày 10 cm; giả thiết: a = 2cm = =< Từ =0,023=> <Thoả mãn điều kiện hạn chế. Từ M coi M=Mgh Thì có đ As = = =9,56.10-5(m2)=0,96(cm2) Kiểm tra m = = 0,12% > mmin= 0,05% Theo phương cạnh ngắn : Chọn f8S200 (As=2,51(cm2) *> Tính theo phương cạnh ngắn l2: M2 = 0,868 (KN.m) + Bê tông B20 có: Rb = 11,5 (MPa)=> ; Sàn dày 10 cm; giả thiết: a = 2cm = =< Từ =0,012=> <Thoả mãn điều kiện hạn chế. Từ M coi M=Mgh Thì có đ As = = =4,85.10-5(m2)=0,49(cm2) Kiểm tra m = = 0,06% > mmin= 0,05% Theo phương cạnh ngắn : Chọn f8S200 (As=2,51(cm2) c.2> Tính toán cốt thép chịu mô men dương MI & MII Để tính toán cốt thép ta cắt ra dải bản rộng b=1m để tính, Tính theo cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật. *> Tính theo phương cạnh dài l1: MI = 6,067 (KN.m) + Bê tông B20 có: Rb = 11,5 (MPa)=> ; Sàn dày 10 cm; giả thiết: a = 2cm = =< Từ =0,0824=> <Thoả mãn điều kiện hạn chế. Từ M coi M=Mgh Thì có đ As = = =3,45.10-5(m2)=3,45(cm2) Kiểm tra m = = 0,12% > mmin= 0,05% Theo phương cạnh ngắn : Chọn f8S150 (As=3,35(cm2) *> Tính theo phương cạnh ngắn l2: MII = 3,08(KG.m) + Bê tông B20 có: Rb = 11,5 (MPa)=> ; Sàn dày 10 cm; giả thiết: a = 2cm = =< Từ =0,042=> <Thoả mãn điều kiện hạn chế. Từ M coi M=Mgh Thì có đ As = = =1,74.10-4(m2)=1,74(cm2) Kiểm tra m = = 0,21% > mmin= 0,05% Theo phương cạnh ngắn : Chọn f8S200 (As=2,51(cm2) Kết luận: Ta dùng thép f8 S200 bố trí trên toàn sàn.Những chỗ xây tường không dầm ta gia cường bằng cách đặt thêm 2f12 để tránh nứt phần 4 tính toán MóNG I.Lựa chọn phương án móng. I.1.số liệu địa chất. Số liệu địa chất công trình được xây dựng dựa vào kết quả khảo sát 5 hố khoan KL1áKL5 bằng máy khoan SH30 với độ sâu khảo sát từ 50 á 60 m. Kết quả khảo sát bằng thiết bị xuyên tĩnh Hà Lan có mũi côn 600, đường kính đáy mũi côn bằng 37,5 mm, xuyên tĩnh không liên tục có áo ma sát. Mặt bằng hố khoan và mặt cắt địa chất điển hình như sau: *>Kết quả khảo sát bằng máy khoan: a>Lớp đất 1: Lớp đất 1 là lớp đất trồng, đất lấp chưa liền thổ có chiều dày trung bình là 2,2 m. b>Lớp đất 2: Lớp đất 2 là lớp đất á sét dẻo mềm dày dày trung bình 6 m từ cao trình (-3,2 m á -8,2 m) : g=18,2KN/m3, j =120, c =0,06KN/m2, B= 0,5 c>Lớp đất 3: Lớp đất 3 là lớp sét pha, dẻo cứng màu nâu gụ có chiều dày trung bình 12 m phân bố trên toàn mặt bằng. Các chỉ tiêu cơ lý như sau: W (%) gW (g/cm3) gk (g/cm3) D e n (%) G (%) 31 1,8 1,33 2,68 1,015 50,1 91,3 Wnh Wd Id Is a1-2 C j 37,4 29,7 7,7 0,63 0,032 0,099 16019 Mô đun đàn hồi được xác định theo công thức: E0 = = 64 (kG/cm2) d>Lớp đất 4: Lớp đất 4 là lớp cát bụi màu xám tro, chặt vừa, có chiều dày trung bình 6 m phân bố trên toàn mặt bằng. Các chỉ tiêu cơ lý như sau: gw =1,84 (g/cm2); E0 = 110 (kG/cm2); j = 300 Thành phần hạt D Góc nghỉ Hệ số đều hạt 0,25á0,5 0,1á0.25 0.05á0,1 0,01á0,05 Khô ướt 5% 60% 23% 12% 2,67 3801 23051 2,4 e>Lớp đất 5: Lớp đất 5 là lớp sét phà màu ghi đen, dẻo mềm, có chiều dày trung bình 5 m phân bố trên toàn mặt bằng. Các chỉ tiêu cơ lý như sau: W (%) gW (g/cm3) gk (g/cm3) D e n (%) G (%) 29,2 1,74 1,25 2,63 1,081 51,8 92,8 Wnh Wd Id Is a1-2 C j 33,4 27,4 6,4 0,61 0,03 0,146 17012 Mô đun đàn hồi được xác định theo công thức: E0 = = 36 (kG/cm2) f>Lớp đất 6: Lớp đất 6là lớp cuội sỏi chặt, sâu đến 90 m vẫn chưa kết thúc. Các chỉ tiêu cơ lý như sau: g =2,1 (g/cm2); E0 = 400 (kG/cm2); j = 350 Thành phần hạt D Hệ sốđều hạt 0,5á2 0,25á0,5 0,1á0,25 0,05á0,1 25% 18% 7% 3% 2,69 5 Kết quả khảo sát bằng máy khoan: Lớp đất Chiều dày (m) qc (T/m2) a k qp=k.qc qs=qc/a 1.Đất trồng trọt 2,2 2. Bùn 6 8 30 0,4 3,2 0,267 3. Sét pha 12 461 40 0,35 161,4 11,525 4. Cát bụi 6 642 100 0,4 256,8 6,42 5. Sét dẻo mềm 5 384 40 0,35 134,4 9,6 6. Cuội sỏi ³30 1500 60 0,2 300 25 Các hệ số k và a tra bảng C1- Tiêu Chuẩn Xây Dựng 205-1998 cho cọc khoan nhồi. I.2.phân tích địa chất. I.3.lựa chọn phưong án móng. Việc lựa chọn phương án móng xuất phát từ điều kiện địa chất thuỷ văn và tải trọng cụ thể tại chân cột cuả công trình, yêu cầu về độ lún của công trình. Ngoài ra, còn phụ thuộc vào địa điểm xây dựng. Với đặc điểm là công trình xây chen do đó yêu cầu về không gian gây chấn động trong quá trình thi công là yêu cầu bắt buộc. Tải trọng lớn nhất tại chân cột là: N = 5621,30(KN) Từ những phân tích trên ta không thể sử dụng móng nông hay móng cọc đóng. Do vậy các giải pháp móng có thể sử dụng được là: *> Phương án móng cọc ép. *> Phương án cọc khoan nhồi. I.3.1. Phương án móng cọc ép . a>Ưu điểm: - Không gây chấn động mạnh do đó thích hợp với công trình xây chen. - Dễ thi công, nhất là với đất sét và á sét mềm. - Giá thành rẻ. b>Nhựơc điểm: - Tiết diện cọc nhỏ do đó sức chịu tải của cọc không lớn. - Khó thi công khi phải xuyên qua lớp sét cứng hoặc cát chặt. I.3.2. Phương án móng cọc khoan nhồi: a>Ưu điểm: - Có thể khoan đến độ sâu lớn, cắm sâu vào lớp cuội sỏi. - Kích thước cọc lớn, sức chịu tải của cọc rất lớn, chịu tải trọng động tốt. - Không gây chấn động trong quá trình thi công. b>Nhựơc điểm: - Thi công phức tạp, cần phải có thiết bị chuyên dùng. - Khó quản lý chất lượng cọc. - Giá thành tương đối cao. Nhận xét : Từ những phân tích trên ta thấy rằng sử dụng giải pháp móng cọc khoan nhồi là phù hợp hơn cả về mặt yêu cầu sức chịu tải ,tình hoình địa chất cũng như khả năng thi công thực tế cho công trình. II.tính toán thiết kế nền móng II.1.sơ đồ bố trí mặt bằng móng. II.2.tính toán móng trục 2-A. II.2.1.Số liệu về vật liệu cọc: + Bê tông B25 có: : Rb = 14,5 (MPa) =1,45(KN/cm2) + Thép chịu lực AII có : Rs= 280 (MPa) =28,0(KN/cm2) + Thép AI : Rs= 225 (MPa) =22,5(KN/cm2) II.2.2.Chọn chiều dài và tiết diện cọc: Từ đặc điểm địa chất thuỷ văn và kích thước của cột ta chọn kích thước móng cọc như sau: Chiều dài cọc là : 31,2 m; chiều dài cọc ngàm vào lớp cuội sỏi là 3 m. Đường kính cọc tròn chọn phụ thuộc vào khả năng chịu lực .Vì vậy chọn đường kính cọc hai loại sau đó ta tính toán và chọn phương án hợp lý nhất . Chọn D= 1,0 m . II.2.3.Xác định sức chịu tải của cọc: Để thoã mãn điều kiện là móng cọc đài thấp thì chiều sâu chôn đài phải thoã mãn điều kiện: h > hmin. Trong đó: h : chiều cao từ mặt dưới đài đến nền tầng hầm. hmin = tg(450- ). j : Góc nội ma sát. g : Trọng lượng đất từ đáy đài trở lên. SH : Tổng tải trọng ngang. b : Cạnh đáy đài theo phương thẳng góc với SH. chọn b =2 m. Từ bảng tổ hợp nội lực ta có lực cắt lớn nhất tại chân cột : Q = SH = 107,7(KN) ị hmin = (m). Vậy lấy chiều sâu chôn đài tính từ đáy đài đến mặt nền tầng hầm là h = 1,5 m. II.2.4.Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu: Chọn cọc: D=1 m Sức chịu tải trọng nén của cọc nhồi theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức: Theo tiêu chuẩn 195: 1997 Pvl = Ru Fb+ RanFa Trong đó: Ru: cường độ của bê tông cọc nhồi,do đổ bê tông dưới dung dịch sét Ru=Rb/4,5 với Ru không lớn hơn 0,6KN/cm2. Fb diện tích tiết diện cọc. Fa diện tích cốt thép dọc trục. Ran cường độ tính toán của cốt thép Ran = Ra/1,5 nhưng không lớn hơn 22 KN/cm2 Diện tích tiết diện cọc: Fb =3,14.1002/4=7850(cm2) Cốt thép dọc chịu lực chọn 1%. Diện tích cốt thép: AS = 0,01. (cm2) Chọn thép: 16 f 25 có Fa = 78,54 cm2 Vậy sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc là: Pv = (1,45/4,5.7850 + 28/1,5.78,54) = 3995,24(KN) II.2.5.Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền: Xác định theo các chỉ tiêu cơ lý của đất nền từ kết qủa quả thí nghiệm đất trong phòng. Sức chịu tải cho phép của cọc đơn Qa được tính theo công thức: Qa = . Trong đó : ktc - Hệ số an toàn, ktc = 1,4. Qtc - Sức chịu tải tiêu chuẩn tính toán đối với đất nền của cọc đơn. Qtc = m ( mr . qp . Ap + u . mf .f i . li) m : Hệ số làm việc của cọc m = 1. mr : Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc, mr = 1. qp : Cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc, KN/m2. Ap : Diện tích mũi, lấy bằng diện tích tiết diện ngang của cọc, m2 . mf : hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên cọc phụ thuộc vào phương pháp tạo lỗ khoan, lấy theo bảng A.5 TCXD 205 : 1998, lấy mf = 0,8 fi : Ma sát bên của lớp đất i ở mặt bên của thân cọc, lấy theo bảng A.2 TCXD 205 : 1998. li : chiều dày các lớp đất mà cọc đi qua. u : chu vi cọc. Xác định qp: Theo TCXD 205 : 1998 với cọc nhồi chống vào lớp đất cát không mở rộng đáy, cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc qp xác định như sau: qp = 0,75 b(gI’dp+ agIL). Trong đó : b , , a,: Hệ số không thữ nguyên lấy theo bảng A.6. gI’ : Dung trọng của đất dưới mũi cọc, gI’ = 21 KN/m3. gI : Dung trọng trung bình của các lớp đất phía trên mũi cọc L : chiều dài cọc, L= 31,2 m. dp : Đường kính cọc, dp = 1 m. u : Chu vi cọc. u = 2.p.R = 2.3,14.0,5 = 3,14 (m). Lớp đất cuối cùng có j = 35o tra bảng A.6 ta được : A0k = 71,3 a = 0,7 B0k = 117 b = 0,24 I===18,25 KN/m3 ị gI = 18,25 KN/m3 ị qp = 0,75.0,24.(21.1.71,3+ 0,7.18,25.31,2.117)= 8663,6 KN/m2 Tính fi - lực ma sát đơn vị giới hạn trung bình của các lớp đất, phụ thuộc vào chiều sâu trung bình của các lớp đất (tính từ lớp 2 do lớp đất lấp không tính vào), độ sệt của đất sét hoặc trạng thái chặt của đất cát:theo bảng A.2 TCVN 205-1998 Lớp đất 2: Sét pha dẻo mềm dày 12m có f2 = 1.69 (T/m2). Lớp đất 3: Sét pha dẻo cứng dày 12m có f3 = 1.542 (T/m2). Lớp đất 4: Cát bụi dày 6 m,sâu 24,7 m có f4 = 2,2 (T/m2). Lớp đất 5: Sét pha dẻo mềm sâu trung bình 29,7 m có f5 = 1,67 (T/m2). Lớp đất 6: Cuội sỏi sâu trung bình 31,2 m có f6 = 6 (T/m2) Thay vào (1) ta được: ịmf.fi.li = 0,8.(1,69.6+1,542.12+2,2.6+1,67.5+6.2,4) = 51,68 (KN/m). Vậy sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc là Với cọc d= 1m Qtc = 1.[1. 8663,6.0,785 + 3,14.51,68] = 6963,2(KN) Qa = = = 4973,72 (KN). Vậy sức chịu tải tính toán của cọc là: [P] = min(Pvl, Qa) = Pvl = 3995,24(KN). Lực nén lớn nhất tại chân cột Nmax = 5942,61 (KN) do đó ta chỉ cần một cọc cho mỗi chân cột. II.2.6.Tính toán móng trục 2-C: Từ bảng tổ hợp nội lực tại chân cột ta chọn ra 3 cặp nội lực nguy hiểm để tính toán. Cặp 1: Nmax = -5942,61 KN Mtư =-26,66 (KN.m) Qtư =9,8(KN) Cặp 2: Mmax = - 385,48(KN.m) Ntư =-4856,33 (KN) Qtư = 139,77(KN) a>Kiểm tra sức chịu tải của cọc: Số cọc tính theo tải trọng tính toán dưới chân cột là => Chọn n=2 cọc . Tổng tải trọng tác dụng lớn nhất tại chân cột: Nmax = Ntt + Nđ + Ndm + NS Trong đó: Ntt : Tải trọng tính toán tại chân cột. Ntt = 5942,61(KN) Nđ : Trọng lượng tính toán của đài. Chọn sơ bộ chiều cao đài là 1,5 m ị Nđ =4,6.1,6.1,5.25.1,1 = 363 (KN) Ndm : Trọng lượng tính toán của dầm móng.(80x40) Nđn = 0,8.0,4.(4+1,6).25.1,1 = 40,48(KN) NS : Trọng lượng tính toán của nền sàn tầng hầm: Nđn = 6.6.0,2.25.1,1 = 198(KN) Ncọc :Trọng lượng tínhtoáncủa cọc. Ncoc =0,785.31,2.25.1,2 = 734,76(KN) ị Nmax = 5942,61 + 363 + 40,48+198 = 6544,09 (KN) Mômen tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài: Mtt = Mtt0 + Qtt.h = 26,66 + 9,8.1,5 = 41,36(KN.m) P== Pmax= 2981,65(KN) < 1,2 [Pcọc ] = 1,2.3995,24=4794,29 (KN) Pmin = 2960,97(KN) < 1,2 [Pcọc ] = 1,2.3995,24=4794,29 (KN) Vì Pmin=2960,97>0 => không phải kiểm tra cọc chịu nhổ. Kiểm tra khả năng chịu lực của cọc : P'max = Pmax + Ncọc = 2981,65 + 734,76 = 3716,4 < Pđn=3995,2 P'min = Pmin + Ncọc = 2960,97 + 734,76 = 3695,73 >0 . Vậy cọc đảm bảo khả năng chịu lực. b>Kiểm tra cường độ đât nền: Kiểm tra cường độ áp lực theo công thức: Trong đó: R: Sức chịu tải tính toán của đất nền.R= 3995,2(KN) b.1.Tính stb: Để kiểm tra cường độ của nền đất tại mỗi cọc, người ta coi đài cọc, cọc và phần đất giữa các cọc là một khối móng quy ước. Móng khối này có chiều sâu đáy móng bằng khoảng cách từ mặt đất tới mặt phẳng đi qua mũi cọc. Diện tích đáy khối móng quy ước xác định theo công thức sau: Fdq=(B1 + 2Ltga)(A1 + 2Ltga) = LM.BM Trong đó: A1 và B1: Khoảng cách từ hai mép hàng cọc ngoài cùng theo hai phía A1= 1( m), B1 = 4(m) L: chiều dài cọc tính từ đáy đài tới mũi cọc =31,2. a- góc mở rộng so với trục thẳng đứng, kể từ mép ngoài của hàng cọc ngoài cùng: a = jtb/4 (Góc ma sát trong trung bình của các lớp đất) a = Fdq= (4+2.31,2.tg503,) . (1+2.31,2.tg503,) = 9,5.6,5= 61,75( m2) Xác định trọng lượng của khối móng quy ước: + Trọng lượng từ đế đài trở lên mặt tầng hầm: N1TC = LMxBMhgtb = 61,75.1,5. 2= 185,25(KN) + Trọng lượng của lớp đất thứ 2 N2TC = (61,75 - 2.3,14.1 2/4).5,2.1,82 = 569,54(KN) + Trọng lượng của lớp đất thứ 3 N3TC = (61,75 - 2.3,14.1 2/4).12.1,8 = 1299,9(KN) + Trọng lượng của lớp đất thứ 4 N4TC =(61,75 - 2.3,14.1 2/4).6.1,84 = 664,39(KN) + Trọng lượng của lớp đất thứ 5 N5TC = (61,75 - 2.3,14.1 2/4).5.1,74 = 523,57(KN) + Trọng lượng của lớp đất thứ 6 N5TC = (61,75 - 2.3,14.1 2/4).3.2,1 = 379,13(KN) + Trọng lượng của các cọc là: N6TC = 0,785.31,2.25.1,2 = 734,76(KN) Tổng tải trọng khối móng quy ước: Qqư = 185,25+569,54+1299,9+664,39+523,57+379,13+734,76=4356,54(KN) =>Vậy tổng tải trọng tại chân móng khối quy ước là: Cặp nội lực 1: N = Qqư + Nmax = 4356,54 + 5942,61 = 10299,15(KN) ứng suất trung bình lớn nhất tại đáy móng khối quy ước: (KN/m2) Cặp nội lực 2: N = Qqư + Nmax = 4356,54 + 4856,33 = 9212,87(KN) ứng suất trung bình lớn nhất tại đáy móng khối quy ước: (KN/m2) b.2. Tính ứng suất lớn nhất smax dưới chân cọc : Tính với cặp nội lực 1: Nmax = -5942,61 KN Mtư =-26,66 (KN.m) Qtư =9,8(KN) Wqư : mô men chống uốn của tiết diện khối móng quy ước. Wqư = (m3) ứng suất lớn nhất: Tính với cặp nội lực 2: Mmax = - 385,48(KN.m) Ntư =-4856,33 (KN) Qtư = 139,77(KN) ứng suất lớn nhất: Như vậy ta chỉ cần kiểm tra với ứng suất lớn nhất smax = 167,06(KN/m2) b.3. Xác định sức chịu tải của đất nền tại đáy móng khối quy ước: Xác định cường độ của đất nền tại đáy khối móng quy ước: Rđ = BM , HM là bề rộng và chiều cao khối móng qui ước : Tra bảng 3.2 sgk ĐANM với đất lớp 6(=35, CII=0) ta có: Ng=48 ; Nq=33,3 ; Nc=46,1 ; g = 21(KN/m3);HM=32,7 (m) – Chiều cao khối móng quy ước. =9187,5(KN/m2) smax = 167,06(KN/m2)<1,2.Rđ=11025,04(KN/m2) stb = 166,79(KN/m2)<< Rđ = 9187,5(KN/m2) Nền đủ khả năng chịu lực theo trạng thái giới hạn I. c>Kiểm tra độ lún của móng cọc : Trong công trình này cọc nhồi được tựa lên lớp cuội sỏi có khả năng chịu lực rất cao nên cọc làm việc như cọc chống. Độ lún của cọc gồm độ lún phía dưới bản và độ lún đàn hồi của cọc phía trên thông thường là rất nhỏ so với độ lún cho phép, nên ta có thể bỏ qua việc tính lún của công trình. d>Kiểm tra độ bền của đài : Kiểm tra chọc thủng Theo công thức: P Ê Rk : cường độ chịu kéo của bê tông R k=10 Kg/cm2 Giả thiết h0 = 1,35 M Vì c1 =0,675, c2 = 0, 5 < 0,5h0: khoảng cách từ mép cột đến hàng cột đang xét = 1,5.) = 3,35 = 1,5.) = 4,3 P :là lực đâm thủng bằng tồng phản lực Các cọc nằm ngoài tháp đâm thủng : P=2981,65+2960,97 =5942,6 (KN) VP = [3,35.(0,65 +0,5) + 4,3.(0,65 +0,675)].1,35.1050=1353,71(KN) VP > P= NTT = 5942,6 (KN) =>Đài móng không bị phá hoại do chọc thủng. Kiểm tra bền theo tiết diện nghiêng P Ê b.b.h0.Rk P tổng phản lực tổng tại các đỉnh cọc nằm giữa mặt phẳng cắt qua mép cột hoặc trụ và mép đài gần nhất P = 2981,65(KN) b = 0,7. c: khoảng cách từ mép cột đến mép hàng cọc đang xét vì c = 0,675m < 0,5 h0 nên lấy c= 0,5 h0 b = 0,7. = 1,57 VP = 1,57.1,6.1,35. 1050= 3560,76(KN) P< VP do vậy đài đảm bảo không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng. d>Tính thép đài móng : Coi đài móng được ngàm vào chân cột tính toán như cấu kiện công xôn chịu uốn . Tính thép phương cạnh L=4600 (mm) Mômen tại mép ngàm là M=L.Pmax=1,175.2981,65=3503,44(KN.m) AS= Chọn thép 15f30 khoảng cách 2 thanh thép là 125 mm.Chiều dài thanh thép L=3900mm Thép cấu tạo chọn f20 a200 , với thép tạo khung đài chọn f20 a250 để thi công thuận tiện . II.2.7.Tính toán móng trục 2-A: Từ bảng tổ hợp nội lực tại chân cột ta chọn ra 3 cặp nội lực nguy hiểm để tính toán. Cặp 1: Nmax = -5942,61 KN Mtư =-26,66 (KN.m) Qtư =9,8(KN) Cặp 2: Mmax = - 385,48(KN.m) Ntư =-4856,33 (KN) Nhận xét : Ta thấy rằng nội lực tại chân cột của móng 2-A nhỏ hơn so với nội lực tại chân cột của móng 2-C do đó dùng một loại cọc cho tiện công nghệ thi công đường kính 1 m với chiều sâu cọc là 31.2 m thì sức chịu tải của cọc, cường độ đất nền dưới chân móng khối quy ước, và độ lún của móng khối luôn được đảm bảo nhỏ hơn giá trị cho phép. Vì vậy ta không cần kiểm tra lại. II.2.8.Giằng móng: Giằng móng có tác dụng tăng cường độ cứng tổng thể, hạn chế lún lệch giữa các móng và tiếp thu mô men từ chân cột truyền vào. Giằng móng được tính toán theo sơ đồ hai đầu ngàm chịu chuyển vị tương đối giữa hai đầu móng. Đồng thời giằng móng còn chịu tải trọng tường và trọng lượng bảng thân giằng. Chọn thép dọc chiu lực : 5 f 25 có Fa = 25,54 cm2 Thép đặt phía trên và phía dưới như nhau . Và ta chọn cốt đai f 8 a200. Cấu tạo thép giằng qua mặt cắt (hình bên) :