Đề tài Thiết kế Nhà làm việc cho công ty bảo hiểm nhân thọ Hà Nội

Mục lục I. MụC LụC trang 8 A .PHầN 1 (KIếN TRúC) Trang 9 I.giới thiệu về kiến trúc của công trình Trang 10 II.các giảI pháp kĩ thuật tương ứng của công trình Trang 10 a) GiảI pháp thông gió chiếu sáng Trang 10 b)GiảI pháp bố trí giao thông Trang 11 c) GiảI pháp cung cấp điện nước và thông tin Trang 11 D) GiảI pháp phòng hoả Trang 12 E) GiảI pháp chống sét Trang 13 b .PHầN 2 (KếT CấU ) Trang 14 III. TíNH TOáN CấU TạO KHUNG K7 Trang 15 I )Quan điểm thiết kế Trang 15 II )Vật liệu sử dụng Trang 15 III )Sơ đồ hình học , kích thước tiết diện Trang 15 IV )Xác định tải trọng ,dồn tải vào khung thiết kế K6 Trang 19 a) xác địng tảI Trang 19 b) dồn tảI vào khung Trang 24 V )Tính toán và tổ hợp nội lực Trang 33 1. xác định nội lực Trang 33 2. Tổ hợp nội lực Trang 50 VI )Tính tiết diện khung Trang 75 A. Tiết diện dầm Trang 75 b. Tiết diện cột Trang 82 VII )Cấu tạo khung Trang 87 VIII)Thống kê cốt thép Trang 89 IV.TíNH TOáN CấU TạO sàn Trang 90 I) Chọn kích thước các cấu kiện Trang 90 II)Sơ đồ tính Trang 90 III)Tải trọng tính toán Trang 91 IV)Nội lực tính toán Trang 91 V)Tính cốt thép chịu mômen uốn Trang 91 VI)Cấu tạo sàn Trang 92 V. TíNH TOáN CấU TạO móng Trang 93 I)Tải trọng công trình tác dụng lên móng: Trang 93 II) Điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn: Trang 93 III) Chọn và tính sức chịu tải của cọc Trang 96 IV) Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc. Trang 107 V) Cấu tạo móng cọc. Trang 108 C .PHầN 3 (THI CÔNG) Trang 109 A. giới thiệu đặc điểm công trình Trang 110 I) giới thiệu công trình Trang 110 II) những điều kiện liên quan đến giảI pháp thi công Trang 110 III) công tác chuẩn bị trước khi thi công Trang 111 B.kĩ thuật thi công Trang 113 I )Kĩ thuật thi công ép cọc Trang 113 II) thi công đất Trang 124 III )Kĩ thuật thi bêtông móng Trang 131 IV )Kĩ thuật thi cốp pha phần thân Trang 151 1) giảI pháp công nghệ thi công Trang 151 2) thiết kế vấn khuôn định hình Trang 160 3 )Kĩ thuật thi bêtông cột , dầm ,sàn Trang 171 C. an toàn lao động Trang 183 1) an toàn lao động trong khi ép cọc Trang 183 2) an toàn lao động trong khi đào đất Trang 183 3) an toàn lao động trong công tác bê tông Trang 184 4) công tác xây và hoàn thiện Trang 186 D .Tổ chức thi công Trang 189 I) công nghệ xây dựng Trang 189 II) tính toán khối lượng Trang 192 III) nhu cầu nhân công và máy thi công Trang 203 IV) lập tổng mặt bằng thi công Trang 208 III. tính toán cấu tạo khung k7 I.Quan điểm thiết kế: +Căn cứ : Theo mặt bằng nhà +Có L=39 (m) ; B =15,6 (m) ;Ta thấy L lớn hơn so với 2B .Cho lên có phương diện truyền tải theo quan niệm sau: + Sử dụng bêtông toàn khối đổ tại công trường cấp độ bền B20 -Tải đứng làm viêc theo hai phương; - Tải ngang làm việc theo phương ngang nhà nguy hiểm hơn phương dọc nhà ; - Độ cứng của các khung có EJi gần bằng nhau - Bỏ qua sự làm việc của lõi thang máy đối với khung trục 7 - Có thể bỏ qua việc phân phối tải ngang theo độ cứng của khung coi như tải ngang được tiếp nhận tương ứng với diện chịu tải do khung đó chịu - Vì là công trình thấp tầng đơn giản coi như đưa về tính khung phẳng dầm coi như là liên tục trên tiết diện khung - Lựa chọn phương pháp tính khung phẳng theo phương ngang nhà các dầm dọc nhà coi như là dầm giằng liên tục kê lên các khung ngang II.Vật liệu sử dụng ; +Bêtông cấp độ bền B20 có Rb =11,5 MPa ; Rbtn = 0,9 MPa +Cốt thép của bản sàn , cốt đai của dầm và cột loại AI Cốt thép CI có : Rs = 225 MPa ; Rsw =175 MPa ; Rsc =225 MPa . +Cốt dọc của dầm và cột loại AII Cốt thép CII có: Rs = 280 MPa ; Rsw =225 MPa ; Rsc =280 MPa . III.Xác định sơ đồ hình học , sơ bộ kích thước tiết diện : 1)Sơ đồ hình học: 2)Sơ bộ kích thước cấu kiện: ( K7 trục 7 và những cấu có liên quan đến khung K7) a)Sàn : ds = l1 ; D = 0,8á1,4 ; m = 40 á 45 lấy D = 1 ; m = 40 l1: Chiều dài cạnh ngắn : l1ô1 = 5,4 (m) ; l1ô2 = 3(m) ds = l1ô1 = 5,4 = 0,135 (m) chọn ds1 = 15 (cm) ds = l1ô2 = 3 = 0,075 (m) chọn ds2 = 15 (cm) Thoả mãn điều kiện ds dmin ; dmin = 6 (nhà dân dụng ); dmin = 7(nhà công nghiệp ) b)Dầm dọc :D2 : ( D2, D4, D5 ,D9, D3, D7) tương tự như nhau lên ta chỉ cần tính dầm D2 rồi tương tự suy ra kích thước sơ bộ của của các dầm còn lại . hd = = = 0,49 (m) = 50(cm) h = (2 4 ) b; b = 0,22 (m) = 22 (cm) l = 5,4 (m) ; m = 11. c)Khung K7 ; (kích thước sơ bộ của dầm và cột trong khung ) +Dầm nhịp AB,CD h = = = 0,57 (m) theo kích thước kiến trúc ta chọn h = 0,6(m) = 60 (cm) ; b = 0,22 (m) = 22 (cm) +Dầm nhịp BC: h = = = 0,27 (m) chọn h = 0,35 (m) = 35 (cm) h = (2 4 ) b; b = 0,22 (m) = 22 (cm) +Cột trục A (theo tham khảo ) chọn h = 0,6 (m) = 60(cm); b = 0,44(m) = 44 (cm) +Cột trục B (theo tính toán ); Fsb = K ; K = 1,2 ; Rb = 11,5 MPa ; Fsb : diện tích tiết diện ngang của cột. Rb : cường độ chịu nén tíêu chuẩn của bêtông. N : lực nén lớn nhất có thể xuất hiện trong cột. K : hệ số kể đến độ an toàn. Xác định N : N = (HT + TT) 8 Diện chịu tải là : fct = ( 3,15 + 1,5 ) 5,4 = 25,11 (m2) Giả sử mái cũng có diện chịu tải giống như sàn tầng 2,3,4,5,6,7 Hoạt tải : HT = 1,2 2,425,11 = 60,26 (theo TCVN2737-1995) Tĩnh tải : TT = TTsàn + TT tường + TTdầm TTsàn = fct (dis gsi ki) = 25,11(0,02201,1 + 0,03 18 1,3 + 0,15 2,51,1 + 0,015 18 1,3 ) = 141 TT tường = ltường btường h tuờng gt = 5,4 0,22 3,418 = 72,7 TTdầm = lidamb idamh idamgbt = 5,4 0,5 0,25 25 +3,15 0,6 0,33 25 +1,5 0,35 0,33 25= 368(kN). TT = 141+ 72,7 +36,8 = 250,5 (kN). N = (60,26 + 250,5) 8 = 2486 (kN) Fsb = 1,2= 264433 (mm2) Chọn b = 440 (mm), thì ta có: h = = 600 (mm) chọn h = 600(mm) +Cột C,D (tính toán tương tự ) ; Chọn b = 440 (mm) ; h = 600 (mm) 3)Sơ bộ chiều sâu chôn móng : Ta có theo giả thiết trên cơ sở ước lượng trước hm = 1,5 m theo bố trí như hình vẽ trên IV. Xác định tải trọng , dồn tải vào khung thiết kế K6 : A) Xác định tải: 1.Số trường hợp tải trên khung K 6 +Tĩnh tải (TT) +Hoạt tải đứng : HT1 + HT2 = HT +Tải gió : Gió trái (GT) Gió phải (GP) 2. Lập sơ đồ tính 1)Sơ đồ tính 2)Xác định tải trọng a)Xác định tải đứng trong trường hợp tĩnh tải +Ta có Ô1 làm việc theo hai phương như hình vẽ trên vì là : hay = 1,167 < 2 +Ta có Ô2 làm việc theo hai phương như hình vẽ trên vì là : hay = 1,8 < 2 +Ta có tải trọng trên sơ đồ của các tầng giống nhau +Tường ngoài 220 sử dụng gạch đặc : gt = bt gt kt ; trong đó : bt chiều dày tường (m) gt trọng lượng trên một (m2 )tường gt trọng lượng riêng của vật liệu tường (kN/m3 ) kt hệ số độ tin cậy của vật liệu (TCVN2737-1995) gt = 0,22 181,1 = 4,356 (kN/m2) +Tường ngăn 220 sử dụng gạch rỗng : gt = bt gt kt ; trong đó : bt chiều dày tường (m) gt trọng lượng trên một (m2 )tường gt trọng lượng riêng của vật liệu tường (kN/m3 ) kt hệ số độ tin cậy của vật liệu (TCVN2737-1995) gt = 0,22 131,1 = 3,146 (kN/m2) + Dầm : *Đoạn AB,CD : 2260 (cm) gd = bd hd gd kd ; trong đó : bd chiều rộng dầm (m) gd trọng lượng trên một (m) dài dầm hd chiều cao dầm (m) gd trọng lượng riêng của vật liệu dầm (kN/m3) kd hệ số độ tin cậy của vật liệu (TCVN2737-1995) gd = 0,22 0,6 25 1,1 = 3,63 (kN/m) *Đoạn BC : 22 35 (cm) gd = 0,22 0,35 25 1,1 = 2,1175 (kN/m) *Dầm D2 , D4, D5 ,D9 : 22 50 (cm) gd = 0,22 0,5 25 1,1 = 3,025 (kN/m) +Cột : *Cột A,B,C,D : 44 60 (cm) gc = bc hc gc kc ; trong đó : bc chiều rộng dầm (m) gc trọng lượng trên một (m) dài cột hc chiều rộng cột (m) gc trọng lượng riêng của vật liệu cột (kN/m3) kc hệ số độ tin cậy của vật liệu (TCVN2737-1995) gc = 0,44 0,6 25 1,1 = 7,26 (kN/m) +Sàn: - Gạch lát : d1 = 2 (cm) - Vữa lót : d2 = 3 (cm) Bản BTCT: d3 = 15 (cm) Vữa trát : d4 = 1,5(cm) gs = g1 + g2 + g3 + g4 gi = (dis gsi ki) ; trong đó: gi trọng lượng một(m2) lớp cấu tạo sàn gs trọng lượng trên một (m2) sàn dis chiều dày của lớp cấu tạo sàn (m) gsi trọng lượng riêng của lớp vật liệu cấu tạo sàn (kN/m3) ki hệ số độ tin cậy của vật liệu cấu tạo sàn (TCVN2737-1995) g1 = 0,02 20 1,1 = 0,44 (kN/m2) g2 = 0,03 18 1,3 = 0,702(kN/m2) g3 = 0,15 2,5 1,1 = 4,125(kN/m2) g4 = 0,015 1,8 1,3 = 0,351(kN/m2) gs = 0,44 + 0,702 + 4,125 + 0,351 = 5,616(kN/m2) Ta có : gtt = gs = 5,616(kN/m2) +Cầu thang bộ -Gạch lát : d1 = 2 (cm) -Bậc thang : dt = 7,5 (cm) -Vữa lót : d2 = 3 (cm) -Bản BTCT: d3 = 15 (cm) -Vữa trát : d4 = 1,5(cm) gs = g1 + g4 +g2 + g3 + g4 gi = (dis gsi ki) ; trong đó: gi trọng lượng một(m2) lớp cấu tạo sàn gs trọng lượng trên một (m2) sàn dis chiều dày của lớp cấu tạo sàn (m) gsi trọng lượng riêng của lớp vật liệu cấu tạo sàn (T/m3) ki hệ số độ tin cậy của vật liệu cấu tạo sàn (TCVN2737-1995) g1 = 0,02 20 1,1 = 0,44 (kN/m2) g2 = 0,03 18 1,3 = 0,702(kN/m2) g3 = 0,15 25 1,1 = 4,125(kN/m2) g4 = 0,015 18 1,3 = 0,351(kN/m2) gt = 0,075 18 1,3 = 1,755(kN/m2) gtb = 0,44 + 0,702 + 4,125 + 0,351+1,755 = 7,373(kN/m2) Ta có : gtt = gtb = 7,373(kN/m2) b)Xác định tải trọng đứng trong trường hợp hoạt tải Giá trị hoạt tải Ô2 ; ptc = 300 kG/m2 theo TCVN2737-1995 ptt = nptc = 1,2 300 = 360 kG/m2 = 3,531kN/ m2 Giá trị hoạt tải Ô1 ; ptc = 200 kG/m2 theo TCVN2737-1995 ptt = nptc = 1,2 200 = 240 kG/m2 = 2,354 kN/ m2 Giá trị hoạt tải thang bộ ; ptc = 450 kG/m2 theo TCVN2737-1995 ptt = nptc = 1,2 450 = 540 kG/m2 = 5,297 kN/ m2 Giá trị hoạt tải mái ; ptc = 30 kG/m2 theo TCVN2737-1995 ptt = nptc = 1,3 30 = 39 kG/m2 = 0,382 kN/ m2 c)Xác định tải trọng ngang trong trường hợp hoạt tải áp lực gió II.B lên có Wo = 95 daN/m2 B) Dồn tải vào khung: 1) Dồn tải vào khung trong trường hợp tĩnh tải *)Tải tập trung: G1 : bao gồm các thành phần tải sau : + Trọng lượng bản thân cột A tiết diện ngang 44 60 (cm) + Trọng lượng tường ngoài truyền vào cột qua dầm D9 + Trọng lượng bản thân sàn Ô1 dạng hình tam giác 1 phía qua dầm D9 + Trọng lượng bản thân dầm D9 (22 50) cm Tính toán tải tập trung G1 : G1 = Gc + Gt + Gs + Gd; Trong đó : Gc Trọng lượng bản thân cột A tiết diện ngang 44 60 (cm) Gl Trọng lượng lan can truyền vào cột qua dầm D4 Gs Trọng lượng bản thân sàn Ô1 dạng hình tam giác 1 phía qua dầm D9 Gd Trọng lượng bản thân dầm D9 (22 50) cm Gc = Lc gc = 3,9 7,26 = 28,31 (kN) Gt = ft gt = 5,4 3,42,178 = 57,76(kN) Gs = fs gs = 7,29 5,616 = 40,94(kN) Gd = Ld gd = 5,4 3,025 = 16,335(kN) G1 = 28,31 + 57,76 + 40,94 + 16,335 = 143,345(kN) G2 : bao gồm các thành phần tải sau : + Trọng lượng bản thân cột B tiết diện ngang 44 60 (cm) + Trọng lượng tường220 truyền vào cột qua dầm D5 + Trọng lượng bản thân sàn Ô2 dạng hình thang 1 phía qua dầm D5 + Trọng lượng bản thân sàn Ô1 dạng tam giác 1 phía qua dầm D5 + Trọng lượng bản thân dầm D5 (22 50) cm Tính toán tải tập trung G2 : G2 = Gc + Gl + Gsô2 + Gsô1 + Gd; Trong đó : Gc Trọng lượng bản thân cột B tiết diện ngang 44 60 (cm) Gt Trọng lượng tường 220 truyền vào cột qua dầm D5 Gsô2 Trọng lượng bản thân sàn Ô2 dạng hình thang 1 phía qua dầm D5 Gsô1 Trọng lượng bản thân sàn Ô1 dạng tam giác 1 phía qua dầm D5 Gd Trọng lượng bản thân dầm D5 (22 50) cm Gc = Lc gc = 3,9 7,26 = 28,31 (kN) Gt = ft gt = 5,4 3,42,178 = 57,76(kN) Gsô1 = fs gs = 7,29 5,616 = 40,94(kN) Gsô2 = fs gs = 5,85 5,616 K = 8,85 5,616 0,788 = 39,16(kN) Gd = Ld gd = 5,4 3,025 = 16,335(kN) Tính hệ số truyền tải K (tra bảng kết hợp nội suy ) ta có : = = 1,7 tra bảng suy ra K = 0,788 G2 = 28,31 + 57,76 + 40,94 + 39,16+ 16,335= 182,5(kN) G3 : bao gồm các thành phần tải sau : + Trọng lượng bản thân tường chắn mái 220 truyền vào cột qua dầm D17 + Trọng lượng bản thân xêlô dạng hình chữ nhật 1 phía qua dầm D17 + Trọng lượng bản thân dầm D17 (22 50) cm Tính toán tải tập trung G3 : G3 = Gtm + Gsxl + Gd; Trong đó : Gtm Trọng lượng bản thân tường chắn mái 220 truyền vào dầm D17 GsxlTrọng lượng bản thân xêlô dạng hình chữ nhật1phía qua dầm D17 Gd Trọng lượng bản thân dầm D17 (22 50) cm Gtm = ftmgt= 4,32 2,178 = 9,40(kN) Gsxl = fs gs = 2,16 5,616 = 12,13 (kN) Gd = Ld gd = 5,4 3,025 = 16,335(kN) G3 = 9,4 + 12,13 +16,335 = 37,865(kN) G4 : bao gồm các thành phần tải sau : + Trọng lượng bản thân sàn Ô1 dạng chữ nhật 1 phía qua dầm D18 + Trọng lượng bản thân xêlô dạng chữ nhật 1 phía qua dầm D18 + Trọng lượng bản thân dầm D18 (22 35) cm Tính toán tải tập trung G4 : G4 = Gsô1 + Gsxl + Gd; Trong đó : Gsô1 Trọng lượng bản thân sàn Ô1 dạng chữ nhật 1phía qua dầm D18 Gsxl Trọng lượng bản thân sàn xêlô dạng chữ nhật 1phía qua dầmD18 Gd Trọng lượng bản thân dầm D3 (22 50) cm Gsô1 = fs gs = 6,75 5,616 = 37,9(kN) Gsxl = fs gs = 2,16 5,616 = 12,13(kN) Gd = Ld gd = 5,4 3,025 = 16,335(kN) G4 = 37,9 + 12,13 + 16,335 = 66,365 (kN) G5 : bao gồm các thành phần tải sau : + Trọng lượng bản thân sàn Ô1 dạng tam giác 1 phía qua dầm D18 + Trọng lượng bản thân sàn Ô1 dạng chữ nhật 1 phía qua dầm D18 + Trọng lượng bản thân cột + Trọng lượng bản thân tường ngăn + Trọng lượng bản thân dầm D18 (22 50) cm Tính toán tải tập trung G5 : G5 = Gsô1 + Gsô1 + Gd + Gt+ Gc; Trong đó : Gsô1 Trọng lượng bản thân sàn Ô1 dạng chữ nhật 1 phía qua dầm D18 Gsô1 Trọng lượng bản thân sàn Ô1 dạng tam giác 1 phía qua dầm D18 Gc Trọng lượng bản thân cột (22 33) cm Gt Trọng lượng bản thân tường 220 Gd Trọng lượng bản thân dầm D18 (22 50) cm Gsô1 = fs gs = 6,75 5,616 = 37,9 (kN) Gsô1 = fs gs = 3,61 5,616 = 20,27 (kN) Gc =Lc gd = 3,9 2,178 = 7,405 (kN) Gt = ft gt = 18,36 2,178= 39,9 (kN) Gd = Ld gd = 5,4 3,025 = 16,335 (kN) G5 = 37,9 + 20,27 +16,335+7,405 +39,9 = 121,81(kN) G6 : bao gồm các thành phần tải sau : + Trọng lượng bản thân sàn Ô1 dạng tam giác 1 phía qua dầm D19 + Trọng lượng bản thân sàn Ô1 dạng chữ nhật 1 phía qua dầm D19 + Trọng lượng bản thân cột + Trọng lượng bản thân dầm D19 (22 50) cm Tính toán tải tập trung G6 : G6 = Gsô1 + Gsô1 + Gd + Gc; Trong đó : Gsô1 Trọng lượng bản thân sàn Ô1 dạng chữ nhật 1 phía qua dầm D19 Gsô1 Trọng lượng bản thân sàn Ô1 dạng tam giác 1 phía qua dầm D19 Gc Trọng lượng bản thân cột (22 33) cm Gd Trọng lượng bản thân dầm D18 (22 50) cm Gsô1 = fs gs = 6,75 5,616 = 37,9 (kN) Gsô1 = fs gs = 3,61 5,616 = 20,27 (kN) Gc =Lc gd = 3 2,178 = 6,534 (kN) Gd = Ld gd = 5,4 3,025 = 16,335 (kN) G6 = 37,9 + 20,27 + 6,534 +16,335 = 81,04(kN) *)Tải phân bố g1 : bao gồm các thành phần tải sau: + trọng lượng bản thân dầm khung đoạn AB,CD; (2260) (cm) +trọng lượng bản thân sàn Ô1 dạng hình thang 2 phía qua dầm khung g1= gd + gs = 5,445 + 22,113= 27,558 (kN/m) ;(được tính ở phần IV.2.1)b) ĐATN-2009) g2 : bao gồm các thành phần tải sau: +trọng lượng bản thân dầm khung đoạn BC:2235 (cm) +tải trọng do sàn Ô2 hình tam giác2 phía truyền vào dầm khung đoạn BC gd = 3,17 (kN/m) (được tính ở phần IV.2.1)b) ĐATN -2009) g2 = gd + gt + gô2; gô2 = gs L = 5,616 3 = 10,53 (kN/m) g2 = 3,17 + 10,53 = 13,7 (kN/m) g3 : bao gồm các thành phần tải sau: +trọng lượng bản thân dầm khung ngoài xêlô :2250 (cm) gtm = gt ht = 4,356 0,5 = 2,178 (kN/m) gd = 3,17 (kN/m) ;(được tính ở phần IV.2.1)b) ĐATN-2009) g3 = gtm + gd = 2,178 + 3,17 = 5,348 (kN/m) g4 : bao gồm các thành phần tải sau: + trọng lượng bản thân dầm khung đoạn BC:2260 (cm) gtm = gt ht = 4,356 1,1 = 4,8 (kN/m) gd = 4,235 (kN/m) ;(được tính ở phần IV.2.1)b) ĐATN-2009) g4 = gtm + gd = 5,14 + 4,8 = 1 (kN/m) 2) Dồn tải vào khung trong trường hợp hoạt tải1 *Tải tập trung P1 : bao gồm hoạt tải Ô1 tam giác phía truyền vào dầm D9 P1 = l1  l2 ptt = 2,7 2,7 2,4 = 17,496 (kN) P2 : bao gồm hoạt tải Ô1 hình thang 1 phía truyền vào dầm D5 hoạt tải Ô1 tam giác phía truyền vào dầm D5 P1 = l1  l2 ptt = 2,7 2,7 2,4 = 17,496 (kN) P2 = l1  l2 ptt K = 5,41,53,60,788 = 22,79 ( (kN) P3 = 5,4 0,4( 0,36 + 2,4) = 5,96 (kN) P4 : bao gồm hoạt tải Ô1 chữ nhật 2 phía truyền vào dầm D1 P4 = l1  l2 ptt = 5,41,250,39 = 25,8(kN) P5 : bao gồm hoạt tải Ô2 hình chữ nhật 1 phía truyền vào dầm D4 và phần nước mưa không thoát kịp trên xêlô truyền vào P5 = l1 ( l2 + l2’ ) ptt + ( l1  l2 pttn ) = = 4,2 ( 0,75 + 0,6) 0,39 + (4,20,6 2,4) = 8,09(kN) P6 = l1  l2 ptt = 6,3 1,25 0,39 = 3,01(kN) P7 : bao gồm hoạt tải mái hình chữ nhật 1 phía truyền vào dầm cuốn và phần nước mưa không thoát kịp trên xêlô truyền vào P7 = l1 l2’( ptt + pttn)=6,30,4 (0,39 + 2,4) = 7,03 (kN) *Tải phân bố p1 =ps L = 4,8 6,3 =18,9 (kN/m) p2 : bao gồm hoạt tải Ô1 hình tam giác hai phía truyền vào dầm khung p2 = l1 ptt = 3 3,6 = 6,75 (kN/m) p3 = 0 3) Dồn tải vào khung trong trường hợp hoạt tải 2 *Tải tập trung P1 : bao gồm hoạt tải Ô1 tam giác phía truyền vào dầm D9 P1 = l1  l2 ptt = 2,7 2,7 2,4 = 17,496 (kN) P2 : bao gồm hoạt tải Ô1 hình thang 1 phía truyền vào dầm D5 hoạt tải Ô1 tam giác phía truyền vào dầm D5 P1 = l1  l2 ptt = 2,7 2,7 2,4 = 17,496 (kN) P2 = l1  l2 ptt K = 5,41,53,60,788 = 22,79 ( (kN) P3 = 5,4 0,4( 0,36 + 2,4) = 5,96 (kN) P4 : bao gồm hoạt tải Ô1 chữ nhật 2 phía truyền vào dầm D1 P4 = l1  l2 ptt = 5,41,250,39 = 25,8(kN) P5 : bao gồm hoạt tải Ô2 hình chữ nhật 1 phía truyền vào dầm D4 và phần nước mưa không thoát kịp trên xêlô truyền vào P5 = l1 ( l2 + l2’ ) ptt + ( l1  l2 pttn ) = = 4,2 ( 0,75 + 0,6) 0,39 + (4,20,6 2,4) = 8,09(kN) P6 = l1  l2 ptt = 6,3 1,25 0,39 = 3,01(kN) P7 : bao gồm hoạt tải mái hình chữ nhật 1 phía truyền vào dầm cuốn và phần nước mưa không thoát kịp trên xêlô truyền vào P7 = l1 l2’( ptt + pttn)=6,30,4 (0,39 + 2,4) = 7,03 (kN) *Tải phân bố p1 =ps L = 4,8 6,3 =18,9 (kN/m) p2 : bao gồm hoạt tải Ô1 hình tam giác hai phía truyền vào dầm khung p2 = l1 ptt = 3 3,6 = 6,75 (kN/m) p3 = 0 4) Dồn tải vào khung trong trường hợp hoạt tải ngang (tải gió) +Xác định tải gió đẩy,hút phân bố qđ,h = Wđ,h B ; qđ1 = 86,36 5,4 = 466,34 (daN/m) = 4,66(kN/m) qđ2 = 93,26 5,4 = 503,6 (daN/m) = 5,03(kN/m) qđ3 = 100,04 5,4 = 540,22 (daN/m) = 5,40(kN/m) qđ4 = 106,88 5,4= 577,15 (daN/m) = 5,77(kN/m) qđ5 = 113,73 5,4= 614,14 (daN/m) =6,14(kN/m) qđ6 = 120,56 5,4= 651,02 (daN/m) =6,51(kN/m) qđ7 = 127,40 5,4= 687,96 (daN/m) =6,88(kN/m) qđ8 = 134,24 5,4= 724,89 (daN/m) =7,24(kN/m) qh1 = 64,77 5,4 = 349,75 (daN/m) =3,49(kN/m) qh2 = 69,9 5,4 = 377,49 (daN/m) =3,77 (kN/m) qh3 = 75,03 5,4 = 405,16 (daN/m) =4,05(kN/m) qh4 = 80,16 5,4 = 432,86 (daN/m) = 4,32(kN/m) qh5 = 85,29 5,4 = 460,56 (daN/m) =4,6 (kN/m) qh6 = 90,42 5,4 = 488,26 (daN/m) =4,88(kN/m) qh7 = 95,55 5,4 = 515,97 (daN/m) =5,15(kN/m) qh8 = 100,68 5,4 = 543,67 (daN/m =5,43(kN/m) + Xác định tải gió đẩy ,hút tập trung Qđ,h = Wđ,h B L; Q1đ = 120,56 5,4 0,8 = 520,8 (daN) = 5,2 (kN) Q1h = 95,55 5,4 0,8 = 412,77 (daN) = 4,12 (kN) qh1 = 64,77 5,4 = 349,75 (daN/m) =3,49(kN/m) qh2 = 69,9 5,4 = 377,49 (daN/m) =3,77 (kN/m) qh3 = 75,03 5,4 = 405,16 (daN/m) =4,05(kN/m) qh4 = 80,16 5,4 = 432,86 (daN/m) = 4,32(kN/m) qh5 = 85,29 5,4 = 460,56 (daN/m) =4,6 (kN/m) qh6 = 90,42 5,4 = 488,26 (daN/m) =4,88(kN/m) qh7 = 95,55 5,4 = 515,97 (daN/m) =5,15(kN/m) qh8 = 100,68 5,4 = 543,67 (daN/m =5,43(kN/m) + Xác định tải gió đẩy ,hút tập trung Qđ,h = Wđ,h B L; Q1đ = 120,56 5,4 0,8 = 520,8 (daN) = 5,2 (kN) Q1h = 95,55 5,4 0,8 = 412,77 (daN) = 4,12 (kN) V.Tính toán và tổ hợp nội lực: 1.Xác định tải tổ hợp 2.Tổ hợp tải nội lực VI.Tính tiết diện khung K7 A.Tiết diện dầm: +Nhận xét thấy trong khung K7 thì có dầm tầng 7 nội lực lớn nhất cho nên ta sẽ tính toán tiết diện và tính thép cho dầm này còn các dầm khác thì xem trong bảng 1.(ĐATN2009) +Ta có các thông số về dầm đã được tính toán ở phần trên và trong bảng Tổ hợp nội lực (ĐATN2009) như sau; -Dầm bêtông đổ tại chỗ toàn khối -Tại mặt cắt I-I :Mmax = -265,09 (kN . m) ; Qmax = 214,56 (kN) -Tại mặt cắt II-II :Mmax = 179,73 (kN . m) ; Qmax = 40,4 (kN) -Tại mặt cắt III-III :Mmax = -54,5 (kN . m) ; Qmax = -46,86 (kN) -Tại mặt cắt IV-IV :Mmax = -7,417 (kN . m) ; Qmax = 19,2 (kN) 1.Tính cốt thép dọc: Bê tông có độ bền B15 có Rb = 11,5 MPa, Rbt = 0,9 MPa, cốt thép dọc nhóm CII có Rs =280MPa, Rsc = 280MPa, cốt đai nhóm CI có Rsw=175MPa. Với mômen âm : tính theo tiết diện chữ nhật : b= 220 mm, h= 700mm Giả thiết a=35mm, ho = (700-35) =665 mm *Tại mặt cắt I-I với M = - 265,09 KNm α m = = = 0,237< α pl = 0,255‏ = =0,862 As = =1651,6 mm2 Kiểm tra: 100% = 1,12% *Tại mặt cắt III-III với M = - 54,5 KNm α m = = = 0,217 < α pl = 0,255‏ = =0,876 As = =705,38mm2 Kiểm tra: 100% = 1,0178% *Tại mặt cắt IV-IV với M = - 7,417 KNm α m = = = 0,0295 < α pl = 0,255‏ = =0,985 As = =85,37mm2 Kiểm tra: 100% = 0,123% Với mômen dương : Tính theo tiết diện chữ T, có cánh nằm trong vùng chịu nén ,bề dày cánh hf= 150 mm Giả thiết a= 35mm ,ho = (700-35)= 665mm Độ vươn của cánh S f lấy không lớn hơn giá trị bé nhất trong các trị số sau: +ld =5,54 = 0,923m +Một nửa khoảng cách giao thuỷ giữa hai dầm cạnh nhau: 0,5l1 =0,55,18 m =2,59 m, (do hf > 0,1h với h = 700 mmvà khoảng cách giữa các dầm ngang lớn hơn khoảng cách giữa các dầm dọc 5,54m > 5,18m Vậy S f min( ld ; 0,5l1 ) = min(0,923; 2,59)=0,923m Chọn S f = 920 mm thoả mãn điều kiện trên Bề rộng cánh bf = b+2Sf = 220+2920= 2060 mm Tính : Mf = Rbbfhf(ho - 0,5hf) = 11,5MPa2060mm150mm (665 - 0,5150)mm=2096,5106Nmm Vậy Mmax+ = 179,73 trục trung hoà đi qua cánh Tính theo tiết diện chữ nhật b = bf = 2060mm, h=700mm,a=35mm,ho=665mm *Tại mặt cắt II-II: với M+ = 179,73KNm α m = = = 0,0171 < α pl = 0,255‏ = =0,991 As = =974mm2 Kiểm tra: 100 = 0,665% 2. chọn và bố trí cốt thép dọc Bảng bố trí cốt thép dọc cho các tiết diện chính của dầm: Tiết diện Mặt cắt I-I Mặt cắt II-II Mặt cắt III-III Mặt cắt IV-IV A,tính toán 1651,6mm2 974mm2 705,38mm2 85,37mm2 Cốt thép 2f22 , 3f20 2f20 , 1f22 2f22 2f14 Diện tích 1702 mm2 1008 mm2 760 mm2 308 mm2 3.Tính cốt thép ngang. Các giá tri lực cắt trên dầm : Q1 =214,56 KN ; Q2 = 40,4 KN; Q3 = - 46,86KN. Lấy lực cắt lớn nhất Q1 = 214,56 KN để tính cốt đai ,ho = 665mm Xác định Q1 min =b3.Rbtb.ho = 0,60,9220665= 79002N= 79,002KN Như vậy Q1=214,56KN > Q1 min =79,002KN nên cần tính cốt đai Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ bền trên dải nghiêng giữa các vết nứt xiên. Qmax =Q1 =214,56KN < 0,3 Rb b.ho = 0,31,011,5220665=504735N=504,735KN Với bê tông nặng dùng cốt liệu bé, cấp độ bền không lớn hơnB25,đặt cốt đai thảo mãn diều kiện hạn chế theo yêu cầu cấu tạo = 1,0 Tính q1= pd + 0,5gd = 18KN/m + 0,59,65KN/m=22,825KN/m Mb = .Rbtb.h02 = 210,9MPa 220mm (665mm)2= 175121100Nm=175,12 kNm Qb1 = 2.= =126,445 KN 210,7 KN, =389,78 KN Như vậy xảy ra trường hợp 210,7 KN<Qmax =214,56 KN Xác định qsw theo công thức q sw = =44,337KN/m Kiểm tra =66,25 KN/m > qsw=44,337KN/m Kiểm tra =59,4KN/m > qsw=44,337KN/m Lấy qsw = 66,25KN/m Chọn đường kính cốt thép đai có đường kính 8 mm có asw =50,3 mm2 hai nhánh Asw = n.asw = 250,3=100,6 mm2 Khoảng cách tính toán giữa các cốt đai Stt = = 265,7mm Với dầm cao h= 700mm > 450mm, khoảng cách cấu tạo giữa các cốt đai Sct ≤ min(h/3,150) = min(700/3;200)=min(233,200) chọn Sct = 200mm Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai smax = = 612,14mm vậy chọn khoảng cách giữa các cốt đai s ≤ min(sct,stt,smax ) = min(200;265,7;612,14)mm = 200mm Ta chọn s = 200 mm * kiểm tra điều kiện cường độ trên tiết diên nghiêng: Trong đoạn l1 =0,25ld=1,385 m tính từ gối , bố trí 8 a200mmTa có Asw=250,3=100,6 mm2 =0,00228,==9,13 = 1+5αàw =1,02328 <1,3 = 1-òRb = 1- 0,0111,5 = 0,885 xét tích số =1,023280,885 = 0,9056 Vậy Qbt = 0,3 Rbb.ho= 0,30,911,5220665=454261N=454,261KN Như vậy Qmax = 214,56 KN < Qbt -Hệ số φf xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén trong tiết diện chữ T, do trong đoạn l1 = 1,385 m tính từ gối, cánh nằm trong vùng kéo, nên φf =0 -Do dầm không chịu nén nên φn = 0. Do vậy (l + φf + φn)= l . Xác định Mb=φb2(l + φf + φn)Rbtbho2= φb2Rbtbho2 Mb=210,9(N/mm2)220mm(665mm)2=175121100Nmm=175,121kNm Tính qsw = = 88,025N/mm=88,025KN/m 0,56.qsw = 0,5688,025= 49,294kN/m Như vậy tải trọng dài hạn q1 = 23,325KN/m < 0,56qsw = 49,294 kN/m =>C==2,7 m >2,216m=>C=2,216m Qb =79,025 kN C0 =1,41 m > 2.ho =20,665m=1,33 m =>Co=2ho=1,33m Qsw=qswCo= 88,0251,33=117,07 kN Khả năng chịu lực trên tiết diện nghiêng: Qtt =Qb+Qsw =79,025+117,07=196,098 kN Lực cắt xuất hiện trên tiết diện nghiêng nguy hiểm : Q* =Qmax - q1.C = 214,56 -23,3252, 216= 162,87 kN < Qtt= 196,098 kN Vậy điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng được đảm bảo. 4). Tính ,vẽ hình bao vật liệu. *Tại tiết diện mômen dương ,tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén , Bề rộng cánh b=bf =2060mm ,bố trí cốt thép 2ф20và1ф22,diện tích cốt thép As=1008mm2 Lớp bê tông bảo vệ là 25mm , a = (25+0,522)mm=36mm , ho=(700 - 36)mm = 664mm =0,0179 X =.ho= 0,0179664mm =11,91mm < hf=150mm.trục trung hoà đi qua cánh =1- 0,5=1- 0,50,0179=0,991 Mtd =R sAsho =28010080,991664=185,72106Nmm=185,72KNm. *Tại tiết diện(I-I) mômen âm, tiết diện chữ nhật bh =220700mm bố trí cốt thép 2ф20và3ф22, diện tích cốt thép As = 1702 mm2 Lấy lớp bê tông bảo vệ là 25mm ,a = (25+ 0,522) = 36mm ho = (700 - 36) =664mm =0,283<=0,3 =1- 0,5=1- 0,50,283 = 0,859 Mtd =R sAsho =28017020,859664=271,66106Nmm=271,66KNm. *Tại tiết diện(III-III)mômen âm, tiết diện chữ nhật bh =220350mm bố trí cốt thép 2ф22, diện tích cốt thép As = 760 mm2 Lấy lớp bê tông bảo vệ là 25mm ,a = (25+0,522) = 36mm ho = (350 - 36) =314mm =0,267<=0,3 =1- 0,5=1- 0,50,267 = 0,8665 Mtd =R sAsho =2807600,8665314=57,89106Nmm=57,89KNm. *Tại tiết diện(IV-IV)mômen âm, tiết diện chữ nhật bh =220350mm bố trí cốt thép 2ф22, diện tích cốt thép As = 308 mm2 Lấy lớp bê tông bảo vệ là 25mm ,a = (25+0,522) = 36mm ho = (350 - 36) =314mm =0,108<=0,3 =1- 0,5=1- 0,50,108 = 0,945 Mtd =R sAsho =2803080,945314=25,6106Nmm=25,6KNm. 5). Cốt thép cấu tạo: Cốt thép (214) :Cốt thép này được sử dụng làm cốt giá ở nhịp biên, trong đoạn không có mômen âm . Diện tích cốt thép là 308mm2 ,không nhỏ hơn0,1%bho=0,1%220664=146,08mm2 *)Tính cốt thép của dầm còn lại trên các mặt cắt nguy hiểm nhất kết quả ghi dưới bảng sau: Dầm M/Cắt C/Dài C/Cao C/Rộng Mômen Hệ số Hệ số Tiết diện Số l(m) h(mm) b(mm) M(N.mm) a z As(mm2) I-I 3 600 220 111197730 0.138 0.9256 759.37 44 II-II 3 600 1146.7 54500000 0.013 0.9935 346.76 III-III 3 600 220 111197730 0.138 0.9256 759.37 I-I 3 600 220 108879040 0.135 0.9273 742.19 45 II-II 3 600 1146.7 6299541 0.001 0.9993 39.85 III-III 3 600 220 108879040 0.135 0.9273 742.19 I-I 3 600 220 100180500 0.124 0.9336 678.32 46 II-II 3 600 1146.7 6281664 0.001 0.9993 39.737 III-III 3 600 220 100180500 0.124 0.9336 678.32 I-I 3 600 220 89720740 0.111 0.941 602.71 47 II-II 3 600 1146.7 6446130 0.002 0.9992 40.778 III-III 3 600 220 89720740 0.111 0.941 602.71 I-I 3 600 220 78174480 0.097 0.949 520.7 48 II-II 3 600 1146.7 6154102 0.001 0.9993 38.929 III-III 3 600 220 78174480 0.097 0.949 520.7 I-I 3 600 220 65338900 0.081 0.9578 431.23 49 II-II 3 600 1146.7 7437485 0.002 0.9991 47.055 III-III 3 600 220 65338900 0.081 0.9578 431.23 I-I 3 600 220 54503534 0.067 0.965 357.01 50 II-II 3 600 1146.7 7437485 0.002 0.9991 47.055 III-III 3 600 220 54503534 0.067 0.965 357.01 I-I 3 600 220 23057388 0.029 0.9855 147.89 51 II-II 3 600 1146.7 13215074 0.003 0.9984 83.666 III-III 3 600 220 22754388 0.028 0.9857 145.92 I-I 3 600 220 24025170 0.03 0.9849 154.19 52 II-II 3 600 1146.7 6630396 0.002 0.9992 41.945 III-III 3 600 220 23975788 0.03 0.9849 153.87 I-I 6.3 650 220 209698000 0.219 0.8747 1392.1 65 II-II 6.3 650 2246.7 91650000 0.009 0.9953 534.75 III-III 6.3 650 220 240536000 0.251 0.8526 1638.4 I-I 6.3 700 220 175656300 0.157 0.9141 1032 66 II-II 6.3 700 2246.7 60865000 0.005 0.9973 327.76 III-III 6.3 700 220 265091000 0.237 0.8627 1650.3 I-I 6.3 700 220 235212000 0.21 0.8806 1434.4 67 II-II 6.3 700 2246.7 97910000 0.009 0.9957 528.1 III-III 6.3 700 220 265765000 0.238 0.8623 1655.3 I-I 6.3 700 300 115680000 0.076 0.9605 646.8 68 II-II 6.3 700 2326.7 54500000 0.005 0.9977 293.37 III-III 6.3 700 300 296310000 0.194 0.891 1786 I-I 6.3 700 300 305370000 0.2 0.8872 1848.5 69 II-II 6.3 700 2326.7 97981000 0.008 0.9958 528.41 III-III 6.3 700 300 320328000 0.21 0.8808 1953.1 I-I 6.3 700 300 321592000 0.211 0.8803 1962 70 II-II 6.3 700 2326.7 97668000 0.008 0.9959 526.72 III-III 6.3 700 300 344203000 0.226 0.8704 2123.8 I-I 6.3 700 300 334351000 0.219 0.8747 2052.8 71 II-II 6.3 700 2326.7 99895000 0.008 0.9958 538.78 III-III 6.3 700 300 350058000 0.229 0.8678 2166.4 B.Tiết diện cột: +Nhận xét thấy trong khung K7 thì cột(11) có nội lực lớn nhất cho nên ta sẽ tính toán tiết diện và tính thép cho dầm này còn các dầm khác thì xem trong bảng 2.(ĐATN2009) +Ta có các thông số về dầm đã được tính toán ở phần trên và trong bảng Tổ hợp nội lực (ĐATN2009) như sau; -Cột bêtông đổ tại chỗ toàn khối -Tại mặt cắt III-III :M = 226,75 (kN . m) ;Nmax = 2695,6 (kN); Q =86,943(kN) -Tại mặt cắt I-I: M = 191,54 (kN . m);Nmax = 2669,7 (kN);Q = 95,8945(kN) - Bê tông có độ bền B15 có Rb = 11,5 MPa, Rbt = 0,9 MPa, cốt thép dọc nhóm CII có Rs =280MPa, Rsc = 280MPa, cốt đai nhóm CI có Rsw=175MPa. -Kích thước sơ bộ có : hc = 600 (mm) bc = 440 (mm) 1)Tính cốt thép của cột(4)trên các mặt cắt nguy hiểm nhất (I-I,III-III) a)Tính cốt thép dọc : *)Tại mặt cắt I- I(Chân cột) Ta có chiều cao cột H = 4500 mm , một đầu liên kết với móng xem như là ngàm,một đầu liên kết với dầm sàn coi như là gối di động , khung ba nhịp lên ta có: l0 = 0,7.H = 0,7 4500 = 3150 (mm) ,tiết diện b = 440 mm, h = 600 mm ,bêtông cấp độ bền B20,cốt thép nhóm AII , ,Nội lực tính toán M = 191,54 kN.m, N =2669,7 kN ,trong đó Mdh = 23,506 kN.m, Ndh = 2282,6 kN. +Độ mảnh của cột λ = = =7,159 < 17 +Độ lệch tâm e1 == = 0,0717 m = 71,7 mm . +Độ lệch tâm ngẫu nhiên lấy bằng; ea == = 20 mm hoặc ea == = 7,5 mm +Độ lệch tâm eo = max(e1 , ea )= 71,7 mm. Khung ba nhịp ,sàn toàn khối l0 = 0,7.l = 0,7 4500 = 3150 (mm) Xét uốn dọc = = 5,13 < 8 .Bỏ qua uốn dọc , η = 1 e = η .e0 + - a = 71,7 + 300 - 40 = 331,7 mm Với Rs = Rsc , tính x1 = = = 527,6 mm xR . h0 = 0,622560 = 370,72 xR = 0,622 (vì B20 và thép AII) Xảy ra trường hợp x1 > xR . h0 , nén lệch tâm bé . Xác định x theo phương pháp gần đúng Với x = x1 tính As* theo công thức sau: As* = = = 1443,7 mm2 x = với 1 - xR = 1- 0,622 = 0,378; x = = 1633,905 mm Thoả mãn điều kiện 450,48 = xR . h0 < x < h0 = 560 Tính As* = As theo công thức As* = As = = = = 1633,9 mm2 àt% = 2 = 1,23% > àmin = 0,1% Chọn cốt thép ở mỗi phía 2Ф28+1Ф25 (As = 1722,9 mm2) *)Tại mặt cắt III - III(đỉnh cột) Ta có chiều cao cột H = 4500 mm , một đầu liên kết với móng xem như là ngàm,một đầu liên kết với dầm sàn coi như là gối di động , khung ba nhịp lên ta có: l0 = 0,7.H = 0,7 4500 = 3150 (mm) ,tiết diện b = 440 mm, h = 600 mm ,bêtông cấp độ bền B20,cốt thép nhóm AII , ,Nội lực tính toán M = 226,75 kN.m, N =2695,6 kN ,trong đó Mdh = 11,488 kN.m, Ndh = 2282,6 kN. +Độ mảnh của cột λ = = =7,159 < 17 +Độ lệch tâm e1 == = 0,0993 m = 99,3 mm . +Độ lệch tâm ngẫu nhiên lấy bằng; ea == = 20 mm hoặc ea == = 7,5 mm +Độ lệch tâm eo = max(e1 , ea )= 99,3 mm. Khung ba nhịp ,sàn toàn khối l0 = 0,7.l = 0,7 4500 = 3150 (mm) Xét uốn dọc = = 5,13 < 8 .Bỏ qua uốn dọc , η = 1 e = η .e0 + - a = 99,3 + 300 - 40 = 359,3 mm Với Rs = Rsc , tính x1 = = = 532,73 mm xR . h0 = 0,622560 = 348,32 xR = 0,622 (vì B20 và thép AII) Xảy ra trường hợp x1 > xR . h0 , nén lệch tâm bé . Xác định x theo phương pháp gần đúng Với x = x1 tính As* theo công thức sau: As* = = = 1490 mm2 x = với 1 - xR = 1- 0,622 = 0,378; x = = 451,97 mm Thoả mãn điều kiện 385,64 = xR . h0 < x < h0 = 620 Tính As* = As theo công thức As* = As = = = = 1679,86 mm2 àt% = 2 = 1,34% > àmin = 0,1% Chọn cốt thép ở mỗi phía 2Ф28+1Ф25 (As = 1722,9 mm2) Bố trí cốt thép cho cột tại mặt cắt I-Ivà mặt cắt III-III b)Cốt đai Dùng Ф8 (không dưới 1/3660 = 220 mm) với khoảng cách u = 200mm 2)Tính cốt thép của các cột còn lại ghi ở dưới bảng sau C/K M/Cắt C/Dài C/Cao C/Rộng Mômen Lực nén Độ lệch tâm Hệ số Hệ số Tiết diện Tiết diện Số l(m) h(mm) b(mm) M(kN.mm) N(kN) e(mm) x1 x A's(mm2) As(mm2) 1 I-I 4.2 600 440 216.91 2299.2 384.342 454.4 422.73 813.8029 947.4184 III-III 4.2 600 440 157.23 2299.2 358.385 454.4 435.89 403.9128 477.73299 2 I-I 3.9 600 440 182.85 2172.2 374.177 429.3 414.43 429.9882 501.33549 III-III 3.9 600 440 178.781 2206 371.043 436 419.58 439.7948 515.09051 3 I-I 3.9 600 440 165.49 1843 379.794 364.2 364.03 24.15696 25.507648 III-III 3.9 600 440 167.057 1878 378.955 371.1 370.47 58.40195 62.848764 4 I-I 3.9 600 440 182.85 2172.2 374.177 429.3 414.43 429.9882 501.33549 III-III 3.9 600 440 178.781 2206 371.043 436 419.58 439.7948 515.09051 5 I-I 3.9 600 440 216.91 2299.2 384.342 454.4 422.73 813.8029 947.4184 III-III 3.9 600 440 157.23 2299.2 358.385 454.4 435.89 403.9128 477.73299 6 I-I 3.9 600 440 226.75 2669.7 374.935 527.6 450.49 1443.746 1633.905 III-III 3.9 600 440 195.48 2299.2 375.021 454.4 426.97 666.6188 780.29174 7 I-I 3.9 600 440 182.85 2172.2 374.177 429.3 414.43 429.9882 501.33549 III-III 3.9 600 440 178.781 2206 371.043 436 419.58 439.7948 515.09051 8 I-I 3.9 600 440 216.91 2299.2 384.342 454.4 422.73 813.8029 947.4184 III-III 3.9 600 440 157.23 2299.2 358.385 454.4 435.89 403.9128 477.73299 9 I-I 3.9 600 440 226.75 2669.7 374.935 527.6 450.49 1443.746 1633.905 III-III 3.9 600 440 195.48 2299.2 375.021 454.4 426.97 666.6188 780.29174 10 I-I 3.9 600 440 216.91 2299.2 384.342 454.4 422.73 813.8029 947.4184 III-III 3.9 600 440 157.23 2299.2 358.385 454.4 435.89 403.9128 477.73299 11 I-I 3.9 600 440 182.85 2172.2 374.177 429.3 414.43 429.9882 1633.9 III-III 3.9 600 440 178.781 2206 371.043 436 419.58 439.7948 1679.86 12 I-I 3.9 600 440 216.91 2299.2 384.342 454.4 422.73 813.8029 947.4184 III-III 3.9 600 440 157.23 2299.2 358.385 454.4 435.89 403.9128 477.73299 13 I-I 3.9 600 440 226.75 2669.7 374.935 527.6 450.49 1443.746 1633.905 III-III 3.9 600 440 195.48 2299.2 375.021 454.4 426.97 666.6188 780.29174 14 I-I 3.9 600 440 182.85 2172.2 374.177 429.3 414.43 429.9882 501.33549 III-III 3.9 600 440 178.781 2206 371.043 436 419.58 439.7948 515.09051 15 I-I 3.9 600 440 216.91 2299.2 384.342 454.4 422.73 813.8029 947.4184 III-III 3.9 600 440 157.23 2299.2 358.385 454.4 435.89 403.9128 477.73299 16 I-I 3.9 600 440 226.75 2669.7 374.935 527.6 450.49 1443.746 1633.905 III-III 3.9 600 440 195.48 2299.2 375.021 454.4 426.97 666.6188 780.29174 17 I-I 3.9 600 440 182.85 2172.2 374.177 429.3 414.43 429.9882 501.33549 III-III 3.9 600 440 178.781 2206 371.043 436 419.58 439.7948 515.09051 18 I-I 3.9 600 440 165.49 1843 379.794 364.2 364.03 24.15696 25.507648 III-III 3.9 600 440 167.057 1878 378.955 371.1 370.47 58.40195 62.848764 19 I-I 3.9 600 440 226.75 2669.7 374.935 527.6 450.49 1443.746 1633.905 III-III 3.9 600 440 195.48 2299.2 375.021 454.4 426.97 666.6188 780.29174 b)Cốt đai Dùng Ф8 (không dưới 1/3660 = 220 mm) với khoảng cách u = 200mm VII.Cấu tạo khung(K7) IV. tính toán cấu tạo sàn tầng 3 I) Chọn kích thước các cấu kiện Chọn chiều dày của bản: ==135(mm) Chọn hb = 150 (mm) Trong đó : D = 0,81,4với tải trọng lớn , m = 40 với bản liên tục . II)Sơ đồ tính Xét tỷ số hai cạnh ô bản = = 1,167<2 , bản làm viêc theo hai phương Cắt hai dải bản rộng b1 = 1m vuông góc và xem dải bản làm việc như một dầm liên tục Nhịp tính toán của bản : ltt = l1 - bd =( 5,4 - 0,22) = 5,18 m ltt = l2 - bd =( 6,3 - 0,22) = 6,08 m III)Tải trọng tính toán Các lớp cấu tạo bản Giá trị tiêu chuẩn (kN/m2) Hệ số vượt tải Giá trị tính toán (kN/m2) -Lớp gạch lát dày 10mm, g = 20 kN/m3 0,01 20 =0,200 1,1 0,220 -Lớp vữa lót dày 30mm, g = 18 kN/m3 0,03 18 =0,540 1,3 0,702 -Bản bêtông cốt thép dày 150mm, g = 25 kN/m3 0,15 25 =3,75 1,1 4,125 -Lớp vữa trát dày 10mm, g = 18 kN/m3 0,01 18 =0,180 1,3 0,234 Tổng cộng 5,281 Lấy tròn gb= 5,3 kN/m2 Hoạt tải pb=ptcn = 2,41,2 = 2,88 kN/m2 Tải trọng toàn phần qb = gb +pb = 5,281 + 2,88= 8,161 kN/m2 Tính toán với dải bản b1=1m, có qb= 8,161 kN/m21,0m = 8,161 kN/m IV)Nội lực tính toán - Mômen uốn tại mặt cắt I-I M1= = = 13,68kNm - Mômen uốn tại mặt cắt II-II M2 = = = 18,855 kNm - Giá trị lực cắt : + Q1 = 0,6qbl1=0,68,1615,18 = 25,364kN + Q2= 0,6qbl2=0,68,1616,08 = 29,771 kN V)Tính cốt thép chịu mômen uốn Chọn a= 15 mm cho mọi tiết diện , chiều cao làm việc của bản . h0 = hb - a =150 mm - 15 mm = 135 mm. +)Tại mặt cắt I-I , với M = 13,68kNm: am = = = 0,065 < apl = 0,255; Tra bảng phụ lục 9 ta có = 0,968 As = = = 465,25 mm2; m% = = = 0,344% Chọn thép có đường kính 10 mm , as = 78,5mm2 , khoảng cách giữa các cốt thép là ; s = = = 168,7 mm Chọn f 10,s = 165 mm +)Tại mặt cắt II-II , với M = 18,855kNm: am = = = 0,09 < apl = 0,255; Tra bảng phụ lục 9 ta có = 0,952 As = = = 652,038 mm2; m% = = = 0,483% Chọn thép có đường kính 12 mm , as = 113,1mm2 , khoảng cách giữa các cốt thép là ; s = = = 173,45 mm Chọn f 12,s = 170 mm +)Cốt thép chịu mômen âm : với = = 1,54 < 3 ,trị số = 0,25 Đoạn vươn của cốt thép chịu mômen âm tính từ mép dầm là : .l1 = 0,25 5,18m = 1,295m; tính từ trục dầm là ;.l1 + 0,5bd = 1,295 + 0,5 0,22m = 1,405m = 1,41 m Đoạn vươn của cốt thép chịu mômen âm tính từ mép dầm là : .l1 = 0,25 6,08m = 1,52m; tính từ trục dầm là ;.l1 + 0,5bd = 1,52 + 0,5 0,22m = 1,63m = 1,63 m Bản không bố trí cốt đai , lực cắt của bản hoàn toàn do bê tông chịu ,do : Q2 = 29,771 kN < Qmin = 0,8Rbtb1h0=0,8 0,9 1000 135 = 97200N =97,2kN VI )Cấu tạo sàn V. tính toán cấu tạo móng cọc d-7 I)Tải trọng công trình tác dụng lên móng: ở đây tải trọng công trình tác dụng lên móng đã cho trước theo tổ hợp cơ bản, tải trọng tính toán. - đối với cột trục A: Nott = 2299,2KN Mott = 216,91KNm Qott = 73,987KN II) Điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn: Theo " Báo cáo kết quả khảo sát địa chất công trình Nhà thí nghiệm hoá học giai đoạn phục vụ thiết kế kỹ thuật: Khu đất xây dựng tương đối bằng phẳng, cao độ trung bình của mặt đất + 8,2m. Được khảo sát bằng phương pháp khoan, xuyên tĩnh, xuyên tiêu chuẩn (SPT), độ sâu 30 (m), từ trên xuống dưới gồm các lớp đất có chiều dày ít thay đổi trong mặt bằng. 1. Đất sét xám gụ dày trung bình 2,4 (m). 2. Đất sét pha xám ghi dày trung bình 3,9 (m). 3. cát pha dày trung bình 5,6 (m). 4. Cát hạt nhỏ dày trung bình 4,2(m). chiều dày chưa kết thúc trong phạm vi hố khoan sâu 30(m). Mực nước ngầm gặp ở độ sâu trung bình 2,4(m) so với mặt đất tự nhiên. Chỉ tiêu cơ học, vật lý của các lớp đất như trong bảng. 5. Cát hạt vừa. Chiều dày chưa kết thúc trong phạm vi hố khoan sâu 30(m). Mực nước ngầm gặp ở độ sâu trung bình 1,3(m) so với mặt đất tự nhiên. Chỉ tiêu cơ học, vật lý của các lớp đất như trong bảng. Bảng chỉ tiêu cơ lý và kết quả thí nghiệm hiện trường các lớp đất. Lớp đất Tên đất g (KN/m3) gs (KN/m3) W (%) WL (%) WP (%) jIIO CII (Kpa) qc (Kpa) SPT (N) Cu (Kpa) E (KPa) 1 Sét xám gụ 18,2 27,2 37,9 42,8 24,5 150 23 1010 6 32 7200 2 Sét pha xám ghi 18,5 26,7 30,8 33,9 23,6 160 22 1184 6,5 36 7300 3 Cát pha 18,3 26,8 26,3 29,2 21,3 180 16 1280 11 44 8980 4 Cát hạt nhỏ 19 26,5 25,1 - - 300 - 5040 18 - 12500 5 Cát hạt vừa 19,2 26,5 18,1 - - 340 - 10150 24 - 36100 Trụ địa chất công trình(trang sau): Sét xám gụ. Sétpha xám ghi. Cát pha. Cát hạt nhỏ. Cát hạt vừa. Đánh giá điều kiện địa chất công trình. Để tiến hành lựa chọn giải pháp nền móng và độ sâu chôn móng cần phải đánh giá tính chất xây dựng của các lớp đất. a, Lớp1: sét xám gụ chiều dày trung bình 2,4 (m). Độ sệt: Ta thấy: 0,5 < IL < 0,75 ị Đất ở trạng thái dẻo mềm có mô đun biến dạng E= 7200(KPa) là đất tương đối tốt có thể làm nền cho công trình này được . Hệ số rỗng : Mực nước ngầm ở độ sâu – 1,3 (m) so với mặt đất tự nhiên nên các lớp đất phía dưới có dung trọng đẩy nổi được tính như sau: gđn1 = Trong đó: gn = 10 (KN/m3) b, Lớp 2: Sét pha xám ghi chiều dày trung bình 3,9 (m). Độ sệt: Ta thấy: 0,5 < IL < 0,75 Đất ở trạng thái dẻo mềm, có mô đun biến dạng E =7300 (KPa) là nền đất tương đối tốt. Hệ số rỗng: gđn2 = c, Lớp 3: Cát pha chiều dày trung bình 5,6 (m). Độ sệt: Ta thấy: 0,5 < IL < 0,75 Đất ở trạng thái dẻo mềm, có mô đun biến dạng E =8980 (KPa) là nền đất tương đối tốt. Hệ số rỗng: gđn3 = d, Lớp 4: Cát hạt nhỏ chiều dày trung bình 4,2 (m). Hệ số rỗng: Ta thấy: Cát hạt nhỏ: 0,6 cát chặt vừa. Có mô đun biến dạng E = 12500 (KPa) là loại đất tốt. gđn4 = e, Lớp 5: Cát hạt vừa có chiều dày chưa xác định tại độ sâu 30(m). Hệ số rỗng: Ta thấy: Cát hạt nhỏ: 0,6 cát chặt vừa. Có mô đun biến dạng E = 36100 (KPa) là loại đất tốt. gđn5 = Điều kiện địa chất thuỷ văn: Mực nước ngầm cách lớp đầu một khoảng 1,3m. Lớp đất đầu tiên là lớp đất sét xám gụ dùng để làm nền cho móng của công trình, mực nước ngầm ở khá sâu nên ít có khả năng ăn mòn cấu kiện bêtông cốt thép. III) Chọn và tính sức chịu tải của cọc 1. Chọn loại, kích thước cọc và phương pháp thi công. Thiết kế móng cọc cho khung trục 7 của nhà làm việc công ty bảo hiểm nhân thọ Hà Nội, tiết diện cột 600x440. Lấy nền nhà phía trong làm cốt ± 0.00 (m), Tải trọng tính toán ở đỉnh đài cốt -1, 5 (m) là: ; ; - Điều kiện địa chất gồm các lớp: + Sét xám gụ dày trung bình 2,4(m). + Sét pha xám ghi dày trung bình 3,9(m). + Cát pha dày trung bình 5,6(m). + Cát hạt nhỏ dày trung bình 4,2(m). + Cát hạt vừa độ dày chưa kết thúc trong lỗ khoan sâu 30(m). ở đây tải trọng tác dụng xuống móng tương đối lớn ta dùng cọc cắm vào lớp cát hạt vừa là hợp lý. - Dùng cọc dài 9 m, có tiết diện 30x30cm; thép dọc chịu lực gồm 416 - AII; bêtông cấp độ bền B25; 2. Xác định sức chịu tải của cọc đơn. a) Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc: ; Cọc 4f14 cốt thép nhóm A-II: Bê tông cấp độ bền B25 có: b) Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền. Chân cọc tỳ lên lớp cát hạt vừa nên cọc làm việc theo sơ đồ cọc ma sát. Sức chịu tải của cọc lên đất nền xác định theo công thức sau: m - Là hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất: A = Ab - Diện tích tiết diện cọc. u - Chu vi tiết diện ngang cọc: hi - Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc. fi - Cường độ tính toán của ma sát thành lớp đất thứ i với bề mặt xung quanh cọc (KPa) được tra theo (Bảng 5.3) R - Cường độ tính toán của đất dưới mũi cọc. - Chia đất thành các lớp nhỏ đồng nhất có chiều dày - Cường độ tính toán của đất ở chân cọc với độ sâu , tra bảng 5.2 "Sách Nền và Móng công trình DD&CN " Nhà XBXD-1996 của trường ĐH Kiến Trúc Hà Nội ) có nội suy ta được - Cường độ tính toán của ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất bao quanh fi tra bảng 5.3 có nội suy ta có: sơ đồ xác định sức chịu tải của cọc Vậy ta có: Do vậy ta đưa pđ vào tính toán: c) Xác định sức chịu tải của cọc theoTheo kết quả xuyên tĩnh tiêu chuẩn SPT.(Tiêu chuẩn xây dựng Nhật Bản cho đất rời, đất dính) Trong đó: do cọc đóng. số SPt ở chân cọc. chiều dài cọc cắm qua cát d) Xác định sức chịu tải trọng nén theo phương thẳng đứng của cọc theo kết quả xuyên tĩnh. Sức phá hoại của cọc: Px’ = Pmũi + Pxq Pmũi = qb.F qp = K.qc Sức cản phá của đất ở chân cọc. Pxq = qsi = - Cọc xuyên qua lớp sét xám gụ 1,4m có: - Cọc xuyên qua lớp sét pha xám ghi 3,9m có: - Cọc xuyên qua lớp cát pha 5,6m có: - Cọc xuyên qua lớp cát hạt nhỏ 4,2m có: - Cọc xuyên qua lớp cát hạt vừa 2,0m có: Tra bảng (5.9) được các hệ số. + Lớp 1 sét xám gụ: => + Lớp 2 sét xám pha xám ghi: => + Lớp 3 cát pha: => + Lớp 4 cát hạt nhỏ: => + Lớp 5 cát hạt vừa: => ; Sức cản phá của đất ở chân cọc: Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCXD 205 - 1998 kiến nghị dùng công thức: (: Tải trọng cho phép tác dụng xuống cọc). Vậy ta có: PSPT’ < Px < Pđ’ < Pv. Do đó ta lấy PSPT’ để tính toán. e). Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng. - áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra: - Diện tích sơ bộ của đáy đài xác định theo công thức: Trong đó: Nott - Tải trọng tính toán xác định đến đỉnh đài gtb - Dung trọng thể tích bình quân trung bình của đài và đất trên đài lấy n - Hệ số vượt tải: n=1,1 Ptt- áp lực tính toán khi thay tác dụng của phản lực đầu cọc lên đế đài bằng tác dụng của áp lực phản lực lên đáy đài. - Trọng lượng của đài và đất trên đài: - Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: - Số lượng cọc sơ bộ: (cọc). Do móng chịu tải lệch tâm khá lớn nên ta lấy số cọc là: (cọc). Bố trí các cọc trong mặt bằng như hình vẽ. - Diện tích đế đài thực tế: -Trọng lượng tính toán của đài và đất trên đài: - Lực dọc tính toán xác định cốt đế đài: - Mômen tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài: - Lực truyền xuống các cọc dãy biên: ở đây Như vậy thoả mãn điều kiện lực max truyền xuống cọc dãy biên. nên không phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ. - Trọng lượng tính toán của cọc: - Trọng lượng của đất, cọc chiếm chỗ: Ta có: (Thoả mãn) f) Kiểm tra nền móng cọc theo điều kiện biến dạng. Tính độ lún của móng cọc theo khối móng quy ước có mặt cắt abcd như trên hình vẽ. Trong đó: - Chiều dài của đáy khối quy ước cạnh bc= LM: - Bề rộng của đáy khối quy ước cạnh: - Chiều cao khối móng quy ước: - Trọng lượng của khối quy ước kể từ đế đài trở lên: - Trọng lượng khối quy ước của sét xám gụ trong phạm vi từ đế đài đến đáy lớp sét xám gụ(phải trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ): - Trọng lượng khối quy ước của lớp sét pha xám ghi(phải trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ): - Trọng lượng khối quy ước của lớp cát pha(phải trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ): - Trọng lượng khối quy ước của lớp cát hạt nhỏ(phải trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ): - Trọng lượng khối quy ước của lớp cát hạt vừa(phải trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ): - Trọng lượng cọc trong phạm vi từ dáy đài đến đáy lớp 1 là: - Trọng lượng cọc trong phạm vi lớp 2 là: - Trọng lượng cọc trong phạm vi lớp 3 là: - Trọng lượng cọc trong phạm vi lớp 4 là: - Trọng lượng cọc trong phạm vi lớp 5 là: Vậy trọng lượng của khối quy ước abcd là: - Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối quy ước: - Mômen tiêu chuẩn tương ứng với trọng tâm đáy khối quy ước: - Độ lệch tâm: - áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước: - Cường độ tính toán của đáy khối quy ước: Trong đó: m1, m2 - Hệ số điều kiện làm việc của đất và của nhà có tác dụng qua lại với nền lấy theo (Bảng 2.2 " Sách Nền và Móng các công trình xây dựng DD & CN" Do đất cát vừa; Do nhà khung. ktc = 1 Hệ số độ tin cậy(Vì các chỉ tiêu cơ lý lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đôic với đất). A, B, D được tra bảng 2.1 phụ thuộc: . - Ta có: Kết luận: Vậy ta có thể tính toán được độ lún của nền theo quan niệm biến dạng tuyến tính. Trường hợp này đất nền từ chân cọc trở xuống có độ dày lớn. Đáy của khối quy ước có diện tích bé nên ta dùng mô hình nền là nửa không gian biến dạng tuyến tính để tính toán. - ứng suất bản thân tại đáy khối quy ước: - ứng suất gây lún dưới tại đáy khối quy ước: - ứng suất gây lún tại độ sâu zi(m): Với K0 phụ thuộc vào tỷ số: Chia đất nền dưới đáy khối quy ước thành các lớp phân tố bằng nhau và có chiều dày là: Bảng để tính ứng suất gây lún dzigl và ứng suất bản thân dzibt Điểm Độ sâu z(m) 0 0 1,16 0 1 56 181,21 1 0,884 0,4 0,966 54,09 190,159 2 1,768 0,8 0,824 46,14 199,107 3 2,652 1,2 0,643 36 208,056 - Tại độ sâu kể từ đáy khối quy ước ta có: - Do đó ta lấy giới hạn nền đến độ sâu kể từ đáy khối quy ước - Độ lún của nền được xác định theo công thức: S = . Trong đó: boi =0,8: Hệ số phụ thuộc hệ số nở hông m của đất được lấy theo quy phạm. : ứng suất gây lún ở chính giữa phân tố thứ i. Vậy ta có độ lún là: - Ta có . Vậy thoả mãn điều kiện lún tuyệt đối Độ lún lệch sẽ được kiểm tra khi thiết kế cho dãy trục khác. IV) Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc. Dùng bêtông cấp độ bền B20, cốt thép nhóm CII, chiều cao đài Lớp bêtông lót dày 0,1m; 4x6. Xác định chiều cao đài theo điều kiện đâm thủng: vẽ tháp đâm thủng thì đáy tháp nằm trùm ra ngoài trục các cọc. Như vậy đài cọc không bị đâm thủng. Tính toán mômen và thép đặt cho đài cọc. - Mômen tương ứng với mặt ngàm I-I: ; với Diện tích cốt thép chịu mômen MI là: As1 Chọn 14 f18 có: Chiều dài mỗi thanh: + Khoảng cách các cốt thép dài cần bố trí: + Khoảng cách giữa hai trục cốt thép là: n - là số thanh dài cần bố trí vào đế móng - Mômen tương ứng với mặt ngàm II-II: ; với Diện tích cốt thép chịu mômen MII là: AS2 Chọn14 f18có: Chiều dài mỗi thanh: + Khoảng cách các cốt thép ngắn cần bố trí: + Khoảng cách giữa hai trục cốt thép là: n - là số thanh cần bố trí vào đế móng V) Cấu tạo móng cọc.