Đồ án Chung cư cao tầng – TP Tam Kỳ

.2 1.143 tính thép cho tiết diện nhịp dầm C-D Tầng M (KNm) αm ζ As tính (mm2) As chọn Ø As(mm2) μ(%) 11 0 0 1 0 2Ø18 509 0.31 10 202 0.039 0.98 1338.1 3Ø18+2Ø20 1391.9 0.84 9 198 0.038 0.981 1311.1 3Ø18+2Ø20 1391.9 0.84 8 205 0.039 0.98 1358.4 3Ø18+2Ø20 1391.9 0.84 7 207 0.04 0.98 1371.9 3Ø18+2Ø20 1391.9 0.84 6 207 0.04 0.98 1371.9 3Ø18+2Ø20 1391.9 0.84 5 209 0.04 0.98 1385.5 3Ø18+2Ø20 1391.9 0.84 4 207 0.04 0.98 1371.9 3Ø18+2Ø20 1391.9 0.84 3 205 0.039 0.98 1358.4 3Ø18+2Ø20 1391.9 0.84 2 203 0.039 0.98 1344.9 3Ø18+2Ø20 1391.9 0.84 1 187 0.036 0.982 1236.9 3Ø18+2Ø20 1391.9 0.84 tính thép cho tiết diện gối dầm C-D Tầng tiết diện M (KNm) αm ζ As tính (mm2) As chọn Ø As(mm2) μ(%) 11 gối C -164 0.157 0.914 1165 4Ø20 1256.8 0.76 gối D -98 0.094 0.951 669 3Ø20 942.6 0.57 10 gối C -203 0.195 0.891 1480 6Ø20 1885.2 1.14 gối D -291 0.279 0.833 2270 8Ø20 2513.6 1.52 9 gối C -206 0.197 0.889 1505 6Ø20 1885.2 1.14 gối D -318 0.305 0.812 2542 8Ø20 2513.6 1.52 8 gối C -207 0.198 0.888 1513 6Ø20 1885.2 1.14 gối D -296 0.284 0.829 2319 8Ø20 2513.6 1.52 7 gối C -209 0.200 0.887 1530 6Ø20 1885.2 1.14 gối D -297 0.285 0.828 2329 8Ø20 2513.6 1.52 6 gối C -213 0.204 0.885 1563 6Ø20 1885.2 1.14 gối D -308 0.295 0.820 2439 8Ø20 2513.6 1.52 5 gối C -215 0.206 0.883 1580 6Ø20 1885.2 1.14 gối D -297 0.285 0.828 2329 8Ø20 2513.6 1.52 4 gối C -219 0.210 0.881 1614 6Ø20 1885.2 1.14 gối D -294 0.282 0.830 2299 8Ø20 2513.6 1.52 3 gối C -223 0.214 0.878 1649 6Ø20 1885.2 1.14 gối D -291 0.279 0.833 2270 8Ø20 2513.6 1.52 2 gối C -223 0.214 0.878 1649 6Ø20 1885.2 1.14 gối D -268 0.257 0.849 2050 8Ø20 2513.6 1.52 1 gối C -329 0.315 0.804 2657 8Ø20 2513.6 1.52 gối D -224 0.215 0.878 1657 6Ø20 1885.2 1.14 tính thép cho tiết diện nhịp dầm D-E Tầng M (KNm) αm ζ As tính (mm2) As chọn Ø As(mm2) μ(%) 11 170 0.02 0.99 1115.1 5Ø18 1272.5 0.77 10 189 0.022 0.989 1241.1 5Ø18 1272.5 0.77 9 194 0.023 0.989 1274.4 5Ø18 1272.5 0.77 8 180 0.021 0.989 1181.4 5Ø18 1272.5 0.77 7 174 0.02 0.99 1141.6 5Ø18 1272.5 0.77 6 176 0.021 0.99 1154.9 5Ø18 1272.5 0.77 5 172 0.02 0.99 1128.3 5Ø18 1272.5 0.77 4 170 0.02 0.99 1115.1 5Ø18 1272.5 0.77 3 171 0.02 0.99 1121.7 5Ø18 1272.5 0.77 2 170 0.02 0.99 1115.1 5Ø18 1272.5 0.77 1 178 0.021 0.989 1168.1 5Ø18 1272.5 0.77 tính thép cho tiết diện gối dầm D-E Tầng tiết diện M (KNm) αm ζ As tính (mm2) As chọn Ø As(mm2) μ(%) 11 gối D -199 0.191 0.893 1447 5Ø20 1571 0.95 gối E -131 0.126 0.933 912 3Ø20 942.6 0.57 10 gối D -359 0.344 0.779 2991 8Ø22 3040.8 1.84 gối E -220 0.211 0.880 1623 6Ø20 1885.2 1.14 9 gối D -364 0.349 0.775 3050 8Ø22 3040.8 1.84 gối E -229 0.219 0.875 1700 6Ø20 1885.2 1.14 8 gối D -345 0.331 0.791 2832 4Ø20+4Ø22 2777.2 1.68 gối E -256 0.245 0.857 1940 6Ø20 1885.2 1.14 7 gối D -347 0.332 0.789 2854 8Ø20 2777.2 1.68 gối E -280 0.268 0.840 2164 4Ø20+2Ø22 2017 1.22 6 gối D -358 0.343 0.780 2980 8Ø22 3040.8 1.84 gối E -289 0.277 0.834 2250 8Ø20 2513.6 1.52 5 gối D -338 0.324 0.797 2755 4Ø20+4Ø22 2777.2 1.68 gối E -298 0.286 0.827 2339 8Ø20 2513.6 1.52 4 gối D -340 0.326 0.795 2777 4Ø20+4Ø22 2777.2 1.68 gối E -310 0.297 0.819 2459 8Ø20 2513.6 1.52 3 gối D -341 0.327 0.794 2788 4Ø20+4Ø22 2777.2 1.68 gối E -312 0.299 0.817 2480 8Ø20 2513.6 1.52 2 gối D -317 0.304 0.813 2531 8Ø20 2513.6 1.52 gối E -299 0.287 0.827 2348 8Ø20 2513.6 1.52 1 gối D -293 0.281 0.831 2289 8Ø20 2513.6 1.52 gối E -282 0.270 0.839 2183 4Ø20+2Ø22 2017 1.22 4.Tính cốt thép ngang: Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính theo công thức: Qmax≤ 0,3. Trong đó: : hệ số xét đến ảnh hưởng của cốt đai đặt vuông góc với trục cấu kiện, được xác định theo công thức: ở đây ,. b: chiều rộng của tiết diện chữ nhật, chiều rộng sườn của tiết diện chữ T. s: khoảng cách của các cốt đai theo chièu dọc của cấu kiện. : hệ số kể đến khả năng phân phối lại nội lực của các loại bê tông khác nhau . = 0,01 đối với bê tông nặng và bê tông hạt nhỏ. = 0,02 đối với bê tông nhẹ. Rb tính bằng MPa. Nếu điều kiện không được thoả mãn thì cần tăng kích thước tiết diện hoặc tăng cấp độ bền của bê tông. Tính Mb theo công thức : Mb= Trong đó: hệ số kể xét đến ảnh hưởng của cánh tiết diện chữ T và chữ I khi nằm trong vùng chịu nén. hệ số xét đến ảnh hưởng của lực dọc trục. Khi lực dọc là lực nén thì: Khi lực dọc là lực kéo thì: hệ số xét đến ảnh hưởng của loại bê tông =2,00 đối với bê tông nặng và bê tông tổ ong = 1,70 đối với bê tông hạt nhỏ. Tính Qb1 theo công thức:. Tính qsw: Khi Qmax thì Khi thì Trong cả hai trường hợp trên qsw không được lấy nhỏ hơn Khi thì Nếu tính được thì phải tính lại qsw theo công thức sau: Khoảng cách tính toán giữa các cốt đai được xác định theo công thức: Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai được xác định theo công thức: Bảng tính toán cốt thép ngang thể hiện trong bảng ( excel ) CỦA CỐT ĐAI ( 3 BẢNG) VII. Tính toán cốt thép cột: 1.Tổ hợp nội lực : Tổ hợp nội lực cho cột khung không gian cầ xết đến các trường hợp sau: Mxmax, My và Ntương ứng Mymax, Mx và Ntương ứng Nmax, Mx và My tương ứng Theo tiêu chuẩn Việt Nam 2737-1995 về tải trọng và tác động. Ta tổ hợp theo hai tổ hợp cơ bản 1 và tổ hợp cơ bản 2. tổ hợp cơ bản 1 gồm nội lực do tĩnh tải và nội lực do một truờng hợp của hoạt tải (có lựa chọn). Tổ hợp cơ bản hai gồm nội lực do tĩnh tải và nội lực do ít nhất hai hoạt tải (có lựa chọn trường hợp bất lợi) trong đó nội lực của hoạt tải được nhân với hệ số tổ hợp 0,9. Bảng nội lực cột cho trong bảng sau BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC CỘT A-3 Tầng Mxmax,Mytư ,Ntư Mymax,Mxtư ,Ntư Nmax,Mxtư ,Mytư 11 -195 24 -349 62 -152 -318 -349 -195 24 10 -221 12 -1142 73 -161 -1019 -1142 -221 12 9 -179 9 -1938 82 -111 -1717 -1938 -179 9 8 -266 13 -2739 138 -188 -2417 -2739 -266 13 7 -276 12 -3538 159 -185 -3113 -3538 -276 12 6 -216 10 -4347 144 -131 -3813 -4347 -216 10 5 -318 15 -5187 236 -210 -4540 -5187 -318 15 4 -325 14 -6027 254 -197 -5264 -6027 -325 14 3 -350 16 -6867 283 -189 -5988 -6867 -350 16 2 -497 16 -7722 414 -160 -6731 -7722 -497 16 1 -573 1 -7702 514 -32 -7335 -8491 -537 2 BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC CỘT B-3 Tầng Mxmax,Mytư ,Ntư Mymax,Mxtư ,Ntư Nmax,Mxtư ,Mytư 11 84 16 -740 56 47 -698 -741 59 16 10 139 11 -1598 68 90 -1459 -1601 103 12 9 111 7 -2247 73 45 -2224 -2465 52 9 8 -137 -5 -3319 84 84 -3016 -3361 134 10 7 136 9 -4256 -99 -42 -3761 -4256 136 9 6 154 9 -4677 126 56 -4590 -5155 151 10 5 146 10 -6074 119 70 -5394 -6074 146 10 4 184 9 -6343 158 68 -6194 -6991 181 11 3 251 14 -7174 236 57 -6992 -7908 234 17 2 505 14 -8026 446 65 -7812 -8844 485 17 1 825 11 -8742 736 20 -8507 -9715 760 13 BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC CỘT D-3 Tầng Mxmax,Mytư ,Ntư Mymax,Mxtư ,Ntư Nmax,Mxtư ,Mytư 11 176 -9 -464 71 -99 -445 -488 -109 29 10 -118 20 -1367 78 -57 -1233 -1377 -67 20 9 -116 13 -2029 80 -37 -2021 -2266 -43 14 8 -131 19 -2851 -100 52 -2793 -3180 -69 21 7 -139 18 -3671 107 -54 -3643 -4088 -63 20 6 -165 17 -4491 136 -39 -4451 -4996 -47 19 5 -160 19 -5332 132 -47 -5275 -5919 -56 21 4 -205 20 -6170 171 -51 -6095 -6841 -196 22 3 -275 23 -7006 248 -48 -6913 -7766 -256 25 2 -546 31 -7862 464 -82 -7751 -8710 -522 34 1 -820 23 -8599 746 -11 -8472 -9601 -744 25 BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC CỘT E-3 Tầng Mxmax,Mytư ,Ntư Mymax,Mxtư ,Ntư Nmax,Mxtư ,Mytư 11 194 23 -374 61 152 -343 -374 194 23 10 206 11 -1158 73 147 -1035 -1158 206 11 9 172 9 -1947 82 104 -1728 -1947 172 9 8 258 11 -2744 137 181 -2424 -2744 258 11 7 269 11 -3541 158 179 -3118 -3541 269 11 6 210 9 -4347 144 125 -3815 -4347 210 9 5 310 13 -5184 235 203 -4539 -5184 310 13 4 318 14 -6022 254 191 -5262 -6022 318 14 3 332 11 -6277 281 172 -5985 -6860 330 12 2 513 31 -7716 428 174 -6728 -7716 513 31 1 609 16 -7721 525 69 -7356 -8510 582 17 BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC CỘT C-3 Tầng Mxmax,Mytư ,Ntư Mymax,Mxtư ,Ntư Nmax,Mxtư ,Mytư 11 -162 -162 -1148 1013 -236 -1151 -1248 84 -162 10 -112 -112 -2084 -174 33 -2138 -2273 36 -112 9 -105 -105 -2981 431 -42 -3001 -3288 39 -105 8 -138 -138 -4252 163 -48 -4222 -4303 42 -138 7 -133 -133 -4798 363 -37 -4843 -5321 41 -133 6 -128 -128 -5704 373 -38 -5765 -6338 41 -128 5 -135 -135 -6611 264 -38 -6688 -7355 41 -135 4 -130 -130 -7524 328 -37 -7620 -8380 40 -130 3 -142 -142 -8510 -413 32 -8624 -9413 34 -142 2 -52 -52 -9444 -498 49 -9576 -10460 61 -52 1 248 -10 -10097 -742 28 -10233 -11212 36 -6 2. Vật liệu: -Bê tông Cấp bền B20 có: Rb=11.5 (MPa); Rbt=0.9(MPa). -Cốt thép : dùng CI có: Rs=Rsc=225 (MPa). -Cốt thép > 8: dùng CII có: Rs=Rsc=280 (MPa). 3.Tính toán cốt thép dọc : Tính toán cốt thép dọc theo cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên. Theo phương pháp gần đúng ta biến đổi trường hợp nến lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để tính cốt thép. Nguyên tắc của phương pháp này được trình bày trong tiêu chuẩn của nước Anh BS8110 và của Mỹ ACI 318, và các công thức và điều kiện tính toán xử dụng dưới đây được lập ra dựa vào các nguyên tắc đó phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN 356-2005.( Sách Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép của GS Nguyễn Đình Cống). Xét tiết diện có cạnh Cx, Cy . Điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng là 0,52, cốt thép được đặt theo chu vi phân bố đều. Tính hệ số và . Mô men gia tăng Mx1, My1 Mx1= Mx , My1= My Tùy theo tương quan giữa giá trị Mx1, My1 với kích thước các cạnh mà đưa về mô hình tính toán theo phương x hoặc y. Điều kiện và kí hiệu theo bảng sau: Mô hình Theo phương x Theo phương y Điều kiện Kí hiệu h= Cx ; b=Cy M1= Mx1 ;M2 = My1 ea =eax + 0,2eay h= Cy ; b=Cx M1= My1 ;M2 = Mx1 ea =eay + 0,2eax Giả thiết chiều dày lớp đệm a, tính ho = h-a, Z= h-2a. Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng: Hệ số chuyển đổi mo. Khi x1 ho thì x > ho thì mo= 0,4 Tính mô men tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệc tâm phẳng) Độ lệch tâm . Với kết cấu tĩnh định: eo = e1 + ea. Tính toán độ mảnh theo hai phương ; . = max (,). Dựa vào độ lệch tâm eo và giá trị x1 để phân biệt các trường hợp tính toán. a, Trường hợp 1: Nén lệch tâm rất bé khi 0,30 tính toán gần nén đúng tâm. Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm : Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm: Khi 14 lấy = 1 ; khi 14< <104 lấy theo công thức = 1,028 – 0,00002882 – 0,0016 Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast b, Trường hợp 2: 0,3 đồng thời x1 > . Tính toán theo trường hợp lệch tâm bé. Xác định chiều cao vùng nén x theo công thức gần đúng : Diện tích toàn bộ cốt thép tính theo công thức: Lấy k=0,4 c, Trường hợp 3: Khi 0,30 đồng thời x1 ≤ . Tính toán theo trường hợp lệch tâm lớn. Tính Ast theo công thức: Đánh giá mức độ hợp lý bằng tỉ lệ cốt thép với A = CxCy= bh Bảng tính toán cốt thép cột được thể hiện trong bảng BẢNG TÍNH THÉP CỘT A-3 Tầng Tiết diện Mx My N Chọn thép(mm2) As μ (KN.m) (KN.m) (KN) As(tính) As(max) Ø (chọn) % 11 45x45 -195 240 -349 3822 -152 62 -318 3737 -195 24 -349 3822 10 45x45 -221 12 -1142 2502 -161 73 -1019 2130 3822 12Ø25 5890.8 3.27 -221 12 -1142 2502 9 45x45 -179 9 -1938 3579 -111 82 -1717 1692 -179 9 -1938 3579 8 60x60 -266 13 -2739 -738 -188 138 -2417 -1557 -266 13 -2739 -738 7 60x60 -276 120 -3538 1867 -185 159 -3113 183 3550 12Ø25 5891 1.79 -276 12 -3538 1867 6 60x60 -216 10 -4347 3550 -131 144 -3813 1273 -216 10 -4347 3550 5 70x70 -318 15 -5187 1833 -210 236 -4540 -262 -318 15 -5187 1833 4 70x70 -325 14 -6027 4925 -197 254 -5264 2224 8280 16Ø25 7854 1.73 -325 14 -6027 4925 3 70x70 -350 16 -6867 8280 -189 283 -5988 5149 -350 16 -6867 8280 2 80x80 -497 16 -7722 5950 -160 414 -6731 2143 -497 16 -7722 5950 9098 20Ø25 9818 1.64 1 80x80 -573 1 -7702 6687 -32 514 -7335 4834 -537 2 -8491 9098 BẢNG TÍNH CỐT THÉP CỘT B-3 Tầng Tiết diện Mx My N Chọn thép(mm2) As μ (KN.m) (KN.m) (KN) As(tính) As(max) Ø (chọn) % 11 45x45 84 16 -740 -434 47 56 -698 -421 59 16 -741 -3902 10 45x45 139 11 -1598 1130 90 68 -1459 131 1925 12Ø25 5890.8 3.27 103 12 -1601 -293 9 45x45 111 7 -2247 1925 45 73 -2224 1297 52 9 -2465 1470 8 60x60 -137 -5 -3319 -1366 84 84 -3016 -2630 134 10 -3361 -1224 7 60x60 136 9 -4256 2057 -42 -99 -3761 -72 5564 12Ø25 5890.8 1.8 136 9 -4256 2057 6 60x60 154 9 -4677 3842 56 126 -4590 3400 151 10 -5155 5564 5 75x75 146 10 -6074 132 70 119 -5394 -2580 146 10 -6074 132 4 75x75 184 9 -6343 204 68 158 -6194 610 7480 16Ø25 7854.4 1.5 181 11 -6991 3789 3 75x75 251 14 -7174 1437 57 236 -6992 785 234 17 -7908 7480 2 90x90 505 14 -8026 -800 65 446 -7812 -1900 485 17 -8844 2004 7754 20Ø25 9818 1.3 1 90x90 825 11 -8742 5008 20 736 -8507 3252 760 13 -9715 7754 BẢNG TÍNH CỐT THÉP CỘT C-3 Tầng Tiết diện Mx My N Chọn thép(mm2) As μ (KN.m) (KN.m) (KN) As(tính) As(max) Ø (chọn) % 11 120X60 -162 -162 -1148 CT -236 1013 -1151 CT 84 -162 -1248 CT 10 -112 -112 -2084 CT 33 -174 -2138 CT CT 18Ø25 8836.2 1.3 36 -112 -2273 CT 9 -105 -105 -2981 CT -42 431 -3001 CT 39 -105 -3288 CT 8 120X60 -138 -138 -4252 CT -48 163 -4222 CT 42 -138 -4303 CT 7 -133 -133 -4798 CT -37 363 -4843 CT CT 24Ø25 11781.6 1.7 41 -133 -5321 CT 6 -128 -128 -5704 CT -38 373 -5765 CT 41 -128 -6338 CT 5 120X60 -135 -135 -6611 CT -38 264 -6688 CT 41 -135 -7355 CT 4 -130 -130 -7524 CT -37 328 -7620 CT CT 30Ø25 14727 2.1 40 -130 -8380 CT 3 -142 -142 -8510 3145 32 -413 -8624 6530 34 -142 -9413 6751 2 120x60 -52 -52 -9444 6875 49 -498 -9576 11315 61 -52 -10460 10933 17829 36Ø25 17672.4 2.6 1 248 -10 -10097 9354 28 -742 -10233 17829 36 -6 -11212 13792 PHẦN III NỀN MÓNG (30%) GVHD CHÍNH : Th.s: PHAN TÁ LỆ GVHD KIẾN TRÚC : Th.s : PHAN TÁ LỆ SINH VIÊN THỰC HIỆN : ĐOÀN HỮU VĂN LỚP : 04 DXD2 MSSV : 104105216 THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC 3. I.Điều kiện địa chất công trình. 1. Địa tầng : Theo kết quả khảo sát thì đất nền gồm các lớp đất khác nhau. Do độ dốc các lóp nhỏ, chiều dày khá đồng đều nên một cách gần đúng có thể xem nền đất tại mọi điểm của công trình có chiều dày và cấu tạo như mặt cắt địa chất điển hình (H6.1). Địa tầng được phân chia theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau: Lớp Loại đất Chiều dày k N30 Cii m E (m) kN/m3 kN/m3 (%) (%) (%) (m/s) (o) (T/m2) MPa-1 1 Sét pha 3 21.5 26.5 18 24 11.5 2.30E-08 12 25 12 0.04 23 2 Cát pha 7.5 19.2 26 19 25 18 2.10E-07 20 21 6 0.09 14 3 Cát hạy trung 6 19.5 25 18 3.50E-04 65 38 2 0.04 40 4 Cát thô lẫn cụi sỏi 16 20.5 26 17 2.00E-04 85 43 2 0.03 46 2. Đánh giá nền đất. a.Lớp 1: sét pha, có chiều dày 3 m. -Kết quả thí nghiệm SPT: N=12 búa/30 cm. -Độ sệt: =0,52. -Tỷ trọng: ==2,65. -Hệ số rỗng tự nhiên. -Trọng lượng riêng đẩy nổi: đn==(kN/m3). -Hệ số nén lún: 0,01 MPa-1< 0,04MPa-1<0,09 MPa-1 Đất có biến dạng lún ít. -Mođun biến dạng: E=23 MPa>5MPa. Lớp 1 là lớp sét pha dẻo cứng có khả năng chịu tải lớn, tính năng xây dựng tốt. Nhưng chiều dày lớp đất khá mỏng nên không thích hợp làm nền móng cho công trình cao tầng. b.Lớp 2: cát pha, chiều dày 7,5 m. -Kết quả thí nghiệm SPT: N=20 búa/30 cm. -Độ sệt: =0,143. -Tỷ trọng: ==2,6 -Hệ số rỗng tự nhiên. -Trọng lượng riêng đẩy nổi: đn==(kN/m3). -Hệ số nén lún:m=0,09 MPa-1 Đất có biến dạng lún trung bình. -Mođun biến dạng: E=14MPa>5MPa. Lớp 2 là cát pha dẻo có khả năng chịu tải trung bình, biến dạng lún trung bình, chiều dày lớp đất cũng tương đối lớn. Do đó không thể làm nền cho công trình. c.Lớp 3: cát hạt trung, chiều dày 6 m. -Kết quả thí nghiệm SPT: N=65 búa/30 cm. -Tỷ trọng: ==2,5. -Hệ số rỗng tự nhiên. . e=0,513<0,55cát ở trạng thái chặt. -Trọng lượng riêng đẩy nổi: đn==(kN/m3). -Hệ số nén lún: 0,01 MPa-1<m=0,04 MPa-1<0,09 MPa-1 Đất có biến dạng lún ít. -Mođun biến dạng: E=40MPa>5MPa. Lớp 4 là lớp cát hạt trung, ở trạng thái chặt, có biến dạng lún ít, tính năng xây dựng tốt. Do đó có thể làm nền cho công trình. d.Lớp 4: cát thô lẫn cụi sỏi, chiều dày 16 m. -Kết quả thí nghiệm SPT: N=100 búa/30 cm. -Tỷ trọng: ==2,6. -Hệ số rỗng tự nhiên. . e=0,484<0,55cát ở trạng thái chặt. -Trọng lượng riêng đẩy nổi: đn==(kN/m3). -Hệ số nén lún: 0,01 MPa-1<m=0,03 MPa-1<0,09 MPa-1 Đất có biến dạng lún ít. -Mođun biến dạng: E=46MPa>5MPa. Lớp 4 là lớp cát thô lẫn cụi sỏi ở trạng thái chặt, có khả năng chịu tải lớn, tính năng xây dựng tốt, biến dạng lún ít, chiều dày lớp đất 18 m và chưa kết thúc trong phạm vi lỗ khoan 60 m. Do đó sử dụng làm nền cho công trình là rất tốt. 3.Lựa chọn mặt cắt địa chất để tính móng. Trên mặt bằng chỉ bố trí các hố khoan, chưa xem xét được hết điều kiện địa chất ở dưới móng. Tuy nhiên một cách gần đúng có thể xem nền đất tại mọi điểm của công trình có chiều dày và cấu tạo như mặt cắt địa chất điển hình với các chỉ tiêu cơ lí như trên. Do đó ta tính móng trên cơ sở mặt cắt địa chất trên. 4. Điều kiện địa chất, thuỷ văn: Nước ngầm ở khu vực qua khảo sát dao động tuỳ theo mùa. Mực nước tĩnh mà ta quan sát thấy nằm khá sâu, nằm cách mặt đất( coste thiên nhiên) -4m. Nếu thi công móng sâu, nước ngầm ít ảnh hưởng đến công trình. II.Lựa chọn giải pháp móng: Các lớp đất ở bên trên như lớp 1( sét pha dẻo mềm), lớp 2(cát pha dẻo) là các lớp đất hoặc là quá mỏng, hoặc là có khả năng chịu tải kém. Ta nhận thấy chỉ có hai lớp 3(cát hạt trung chặt), lớp 4(cát thô lẫn cụi sỏi chặt) là các lớp đất vừa nằm ở dưới sâu, vừa có khả năng chịu tải lớn phù hợp với các công trình cao tầng. Căn cứ vào tình hình địa chất, qui mô công trình cũng như tải trọng tác dụng xuống móng thì giải pháp móng sâu( móng cọc) là hợp lí hơn cả. Mũi cọc sẽ đựơc ngàm vào lớp đất 4 hoặc 5. Các phương án móng cọc: *Cọc ép: + Ưu điểm: giá thành rẽ, thích hợp với điều kiện xây chen, không gây chấn động đến các công trình xung quanh. Dễ kiểm tra, chất lượng của từng đoạn cọc được thử dưới lực ép. Xác định được sức chịu tải của cọc qua lực ép cuối cùng. +Nhược điểm: Kích thước và sức chịu tải của cọc bị hạn chế do tiết diện cọc, chiều dài cọc không có khả năng mở rộng và phát triển do thiết bị thi công cọc bị hạn chế hơn so với các công nghệ khác, thời gian thi công kéo dài, hay gặp độ chối giả khi đóng. Với qui mô công trình sẽ khó mà thực hiện được phương án cọc ép. *Cọc khoan nhồi: Nếu dùng móng cọc khoan nhồi, có thể đặt cọc lên lớp cát thô lẫn cụi sỏi, hoặc đặt vào lớp cát hạt trung tuỳ thuộc vào điều kiện cân bằng sức chịu tải của cọc tính theo cường độ vật liệu cọc và tính theo cường dộ đất nền. +Ưu điểm: -Có thể tạo ra những cọc có đường kính lớn, do đó sức chịu tải của cọc khá cao. -Do cách thi công, mặt bên của cọc nhồi thường sần sùi, do đó ma sát giữa đất và cọc nói chung có trị số lớn hơn so với các loại cọc khác. -Tốn ít cốt thép vì không phải vận chuyển cọc . -Khi thi công không gây ra những chấn động làm nguy hại đến các công trình lân cận. -Nếu dùng cọc nhồi thì điều kiện mở rộng chân cọc ( nhằm tăng sức chịu tải của cọc ) tương đối dễ dàng hơn . +Nhược điểm: -Khó kiểm tra chất lượng cọc. -Thiết bị thi công tương đối phức tạp. -Công trường dễ bị bẩn trong quá trình thi công. Căn cứ vào tải trọng tác dụng truyền xuống móng, điều kiện địa chất và trên cơ sở phân tích những ưu, nhược điểm của các loại cọc ta chọn phương án móng cọc khoan nhồi thiết kế cho công trình. -Dựa vào bảng tổ hợp nội lực ta phân ra làm hai loại móng: Móng M1(A3,E3). Móng M2(B3,C3,D3) Trong các móng ở dưới chân cột B3,C3,D3. ta nhận thấy nội lực ở chân cột C3 là lớn nhất nên tính toán móng với nội lực này và cấu tạo cho các móng còn lại Trong các móng ở dưới chân cột A3,E3. ta nhận thấy nội lực ở chân cột E3 là lớn nhất nên tính toán móng với nội lực này và cấu tạo cho các móng còn lại III. THIẾT KẾ MÓNG M2 Ghi chú : Móng có tải trọng lớn nhất . 1/ Tải trọng tác dụng lên móng . - Hệ số vượt tải 1,2 -Tính thêm tải do sàn tầng hầm truyền vào . + Sàn có chiều dày 0,4m :Tỉnh tải gs = 1,10,425=11KN/m2. Họat tải qs = 1,25 =6 KN/m2. + Diện truyền tải vào chân móng C4 là : A= 8x8 = 64 m2. + Lực tập trung tác dụng vào chân móng : Ns= (gs+qs)A =(11+6)64 = 1088 KN. - Tải trọng bản thân của hệ dầm gân : Ndg = 1,10.5x840.30.6x25= 79 KN - Vì vậy lực dọc tác dụng lên móng tăng thêm một lượng : N=1088+79=1167 KN Bảng giá trị tính toán nội lực Nmin(KN) Mx.tu(KNm) Qxmax(KN) My.tu(KNm) Qymax(KN) 11212+1167=12379 35.5 24.5 6.5 35 Giá trị tiêu chuẩn Nmin(KN) Mx.tu(KNm) Qxmax(KN) My.tu(KNm) Qymax(KN) 10764 30.9 21.3 5.7 30.4 2/ Chọn lọai vật liệu ,kích thước cọc và chiều sâu đặt móng . a.Chọn vật liệu: -Bê tông cấp bền B25 có: Rb=14.5 (MPa); Rbt=1.05(MPa). -Cốt thép : dùng CI có: Rs=Rsc=225 (MPa). -Cốt thép > 10 : dùng CII có: Rs=Rsc=280 (MPa). b.Chọn kích thước cọc, chiều sâu đặt đáy đài: Chọn chiều cao đài cọc là 1,5m. Do đó cao trình đáy đài -(1,5+3)= -4,5m. Dựa vào điều kiện địa chất công trình, tải trọng tác dụng xuống móng ta chọn kích thước tiết diện cọc khoan nhồi: đường kính D=0,8m, chiều dài L=20 m. Chất lượng bê tông đầu cọc kém, do đó ta phải đập vỡ một đoạn 1650 mm và ngoài ra ta còn ngàm vào đài (phần có bê tông) một đoạn 150 mm. Do đó chiều dài làm việc của cọc:20-(1,65+0,15)=18,2m. Do đó cao trình mũi cọc là -22,7m. Cốt thép dọc trong cọc dùng 14Ø20 có As=43.99 cm2. 3/ Xác định sức chịu tải của cọc . a/ Theo cường độ vật liệu. -Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc,P, theo TCVN 205:1998 được xác định theo công thức : Pvl = (RuA+RanFa) Trong đó: -Ru-Cường độ tính toán của cọc nhồi , xác định như sau : +Đối với cọc đổ bê tông dưới nước hoặc dung dịch sét, Ru=R/4.5 nhưng không lớn hơn 60 kg/cm2 . -A-Diện tích tiết diện ngang của cọc , A=3.14x802/4=5024(cm2) -Fa-Diện tích tiết diện cốt thép dọc trục, Fa=43.96cm2 -Ran-Cường độ tính toán của cốt thép , xác định như sau : +Đối với thép nhỏ hơn Ø28, Ran=Rc/1.5 nhưng không lớn hơn 2200(kg/cm2) +đối với cốt thép lớn hơn Ø28, Ran=Rc/1.5 nhưng không lớn hơn 2200(kg/cm2) -Rc-Giới hạn chảy của cốt thép Dùng cốt thép CII có Rc=3000(kg/cm2) ,Ran=Rc/1.5=3000/1.5 =2000(kg/cm2) Ran=2000 (kg/cm2) Pvl = 60 5024 + 200043.99 = 38942 KG 3894 KN. b/ Theo cường độ đất nền. - Sức chịu tải cực hạn của cọc . Qu = Qs + Qp ; b.1/ Xác định Qs : - Tính ma sát giửa cọc và đất . + Dùng bảng tính excel ta tính được fs ở bảng sau : Bảng tính fs Lớp i γ đn φ (o) c (KN/m2) Tag φ ks=1-sin φ zi(m) sz li(m) fsi(KN/m2) fsi.li(KN/m) 2 9.93 210 60 0.38 0.64 4.5 44.7 7.5 71 533 3 9.92 380 20 0.78 0.38 10.5 104.24 6 51 306 4 10.78 430 20 0.93 0.32 16.6 113.7 6.2 70 434 Sfsi.li = 1273KN Tr ong đó : - fi= s'hi ´tgjai + Ca - sz= ∑(γi x zi) - li : chiều dày lớp đất - u : chu vi xung quanh cọc Qs= u = 0.8 1273 = 3197KN b.2/ Xác định Qp : - Cường độ chịu tải của đất ở mủi cọc : qp = c.Nc + svp.Nq + g.d.Ng Mủi cọc nằm trong lớp đất 4 có j = 43o ; c= 2 KN/m2 , (tra bảng 3.5 trang 174 sách Nền Móng của Tiến sỉ Châu ngọc An ) ta được Nq = 126.498 ; Nc = 134.58 : Ng = 0 svp = gđn.z = 10.7818.2 = 196 KN/m2. qp =2134.58+ 196126.498 +10.780.80=25063 (KN/m2) . Qp = Ap.qp = x 25063= 12531 KN Qa = = 5243 KN. Sức chịu tải của cọc : P = min(Pvl ,Qa) = min(3894 ; 5243) = 3894 KN 4/ Xác định số lượng cọc và bố trí cọc. a/ Ước tính số lượng cọc nc = k. = 1,2 3.2 cọc . Vậy ta chọn 4 cọc . b/Bố trí cọc Cách bố trí cọc như hình vẽ. Chọn khoảng cách giữa hai cọc 3d = 3 x 0.8 = 2.4m khoảng cách từ mép đài đến tâm cọc là d = 0.6m diện tích của đấy đài là: Fđ=3.6 x 3.6 = 12.96 (m2) 5/ Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc. - Tải do công trình tác dụng lên đầu cọc xác định theo công thức P() = . Trong đó : =tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc. n= số lượng cọc trong móng. Mx = moment của tải ngoài quanh trục x , đi qua trọng tâm của các tiết diện cọc. My = moment của tải ngoài quanh trục y ,đi qua trọng tâm của các tiết diện cọc. x, y = tọa độ cọc cần xác định tải tác dụng trong hệ tọa độ xy của móng . xi , yi = tọa độ cọc thứ i trong hệ tọa độ trục xy của móng. Pmax = = + = 3112 KN Pmin = = - = 3077 (KN) Ta có Pmax = 3112< PTK = 3894(KN) Pmin = 3077< Pnh = Qs = 4250 = 4250(KN) Vậy cọc đủ khả năng chịu lực. 6 .Kiểm tra sức chịu tải của đất nền dưới đáy móng khối quy ước : a) .Xác định kích thước móng khối quy ước : -Xác định jtb : =340 Góc truyền lực : Kích thước móng khối quy ước : Aqư = Bqư = (3.2+2xLcx tg8.5o) = 3.2 + 2x 18.2 x 0.15=8.66(m) Diện tích của móng khối qui ước Fqư = 8.66 x 8.66 = 75(m2) *Trọng lượng móng khối quy ước: -Trọng lượng đài và đất trên đài: N1 =75x1.5x22 =2475 (KN) -Trọng lượng của bốn cọc có xét đến đẩy nổi Diện tích của một cọc 3.14x=0.5 m2 N2 =4x0.5x18.2x(25-10) = 546(KN) Trọng lượng của lớp các pha dày 6m có trừ đi trọng lượng cọc N3=(75- 4x0.5)x6x9.93= 4349(KN) Trọng lượng của lớp cát hạt trung dày 6m có trừ đi trọng lượng cọc N4=(75 - 4x0.5)x6x9.92= 4345(KN) Trọng lượng của lớp cát thô lẫn cụi sỏi dày 12.2m có trừ đi trọng lượng cọc N5=(75 - 4x0.5)x6.2x10.78= 4879 (KN) ® trọng lượng móng khối qui ước Nqư = N1+ N2+ N3+ N3+ N4+ N5=2475+546+4349+4345+4879 =16594(KN) Lực dọc tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước : Nqư + Ntc = 16594+ 10764 = 27358 ( KN) Moment tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước : Mxqưtc=Mtcx=30.9(KNm) Myqưtc= Mtcy= 5.7 (KNm) -Độ lệch tâm : ey = = =0.001m ex = = =0.0002m - Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối qui ước : =(1) = 365 (KN/m2) = 364(KN/m2) = 364.5 (KN/m2) b)Xác định áp lực tính toán ở đáy móng khối quy ước : Rtt = ; g , g’ : Trị tính tóan thứ hai của trọng lượng riêng đất tuần tự dưới đáy khối quy ước và từ đáy khối quy ước trở lên . Ở đây lấy Ktc = 1 ; Vì đất dưới móng khối quy ước là đất cát lẫn bụi , tra bảng 2.2 trang 65 sách NỀN và MÓNG của tác giả Lê Anh Hoàng ta được m1 = 1,1 ; m2 = 1 ; Ta có j = 43o tra bảng 1.1 (sách trên) được : A= 3.12 ; B = 13.5 ; D = 13.31 g = = 10.22 KN/m3 ; g’ = 9.93 KN/m3 ; Rtt= 1,11(3.1210.8710.22 +13.518.29.93+13.312) = 3094 KN/m2. Thỏa mãn điều kiện : =365 1,2Rtt =3713 = 364.5 Rtt =3094 ® Nền đất dưới mũi cọc đủ sức chịu tải 7 .Kiểm tra lún : Ứng suất bản thân tại các lớp đất : sbtmqu=å gihi=201 KN/m2 Ứng suất gây lún ở đáy khối móng quy ước : sglz =0= -sbtmqu=364.5- 201 =163.5 KN/m2 Xét tỉ số : =1 Chia đất nền dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp hi= Bm/5=1.73 m. Tính lún đến cao trình z có ứng suất gây lún (sglz ) bắng 0.2 lần ứng suất bản thân đất (s’z ) so với cao trình mũi cọc . Bảng tính lún cho khối móng quy ước Điểm Độ sâu z(m) Lm/Bm 2z/Bm Ko sglz (KN/m2) s’bt (T/m2) 0 0 1 0 1 163.5 201 1 1.73 1 0.4 0.96 156.96 219.7 2 3.46 1 0.8 0.8 130.8 238.3 3 5.19 1 1.2 0.606 99 257 4 6.92 1 1.6 0.449 73.4 275.6 5 8.65 1 2 0.336 54.9 294.3 Ta thấy sglz < = 0.2s’bt nên ta giới hạn nền lấy đến điểm 5 ở độ sâu 8.65 m kể từ đáy móng khối quy ước : Độ lún của nền được tính theo công thức sau : S==0.03cm Ta có s=3cm <sgh = 8 cm ®Như vậy độ lún của khối móng qui ươc thỏa 8.Tính toán và cấu tạo đài cọc: a.Kiểm tra đài theo điều kiện chọc thủng: - kiểm tra với góc 450 Xác định kích thước lăng thể chọc thủng : Chiều cao lớp bảo vệ chọn 10cm, chiều cao đài 1,5m. chiều cao làm việc của đài ho=1.5-0.1 = 1.4 m Chiều dài lăng thể chọc thủng : Lt=bc+2ho= 0.6+21.4=3.4m Khoảng cách giữa hai trục cọc : l=2.4 m Lăng thể chọc thủng bao trùm ngoài trục các cọc, do đó không có hiện tượng chọc thủng của cột lên đài cọc bTính toán cốt thép: Đài cọc làm việc như một dầm Console ngàm ở mép cột và chịu tác động của tải trọng là phản lực của cọc hướng lên. Theo phương Momen M1: Diện tích cốt thép yêu cầu: . +Tính toán cốt thép theo phương Y đặt dưới: Moment tương ứng với mặt ngàm I-I: MI-I= 2Pmax.. (7.24). Trong đó: Pmax=3112(KN). ;Khoảng cách từ trục cọc đến trục I-I: =1,2-0,3=0,9m MI-I=2x3112. 0,9=5601,6(KN.m) Chọn lớp bảo vệ cốt thép là a=10 cm. Dự kiến dùng cốt thép Ø 30, nên chiều cao làm việc: ho=150-10-3/2=138,85(cm). ==160,(cm2). chọn 24Ø30,a=150, có Fa=169.7 (cm2). +Tính cốt thép theo phương X đặt trên: Moment tương ứng với mặt ngàm II-II: MII-II=Pmax.rx (7.25). Trong đó: Pmax= 3312(KN) ;Khoảng cách từ trục cọc đến trục II-II: =1,2-0,6=0,6m MII-II=2x3112x0,6= 5601.6(T.m) Chọn lớp bảo vệ cốt thép là a=10cm. Dự kiến dùng cốt thép Ø 30, nên chiều cao làm việc: ho=150-10-3/2=138,85(cm). ==160.1(cm2). chọn 24 Ø 30a=150, có Fa=169.7(cm2). 9/kiểm tra cọc chịu tải theo phương ngang . Từ lực ngang và moment tác dụng ở đầu cọc , ta phân tích chuyển vị ngang , moment và lực cắt dọc theo chiều dài cọc .Chuyển vị ngang lớn nhất phải nhỏ hơn chuyển vị ngang khống chế bởi điều kiện kỹ thuật của công trình xây dựng . - Tính moment uốn M dọc theo cọc và chuyển vị ngang của cọc ở cao trình đỉnh cọc và lực ngang H tác đông của cọc . Cọc có đường kính d = 0.8m. Chiều dài cọc chôn trong đất L = 18.2m. Lực H và moment uốn My đặt tại đỉnh trên cọc. Nhận xét : Dựa vào bảng giá trị nội lực tại chân móng ta lấy cặp nội lực nguy hiểm nhất để kiểm tra theo phương ngang cho cọc.(coi liên kết giữa đài và cọc là ngàm) Ta có lực ngang Qy = 35 KN. Thành phần Mômen chỉ gây kéo nén dọc trục cọc không gây cho cọc chịu uốn.do đó M =0(KNm) Ta lấy tổng lực ngang H chia cho số cọc để được lực ngang tác dụng lên 1 cọc: H = = =8.75 KN Moment quán tính tiết diện ngang của cọc : I = m. - Độ cứng tiết diện ngang của cọc : Eb.I = 300,02= 6105 KNm2. - Chiều rộng qui ước bc của cọc : bc = d+ 1 =0.8 + 1 = 1.8 m. (theo TCXD205-1998 , khi d 0,8 m thì bc = d+1 m, khi d < 0,8 m thì bc = 1,5d + 0,5 m). Nền đất quanh cọc có 3 lớp , để thiên về an toán và đơn giản trong tính toán ta chọn lớp 4 ( cát trung đến nhuyển lẩn đất bột ), tra bảng G1 (TCXD205-1998) ta có K = 500 T/m. - Hệ số biến dạng : abd = m-1 . - Chiều dài tỉnh đổi của phần cọc trong đất : le = abd.24.2 = 0,27218.2 = 5 Tra bảng G2 (TCXD 205 –1998 được A=2,441; B= 1,621 ; C = 1,751. - Các chuyển vị dHH ;dHM ; dMH ; dMM của cọc ở cao trình đỉnh cọc , do các ứng lực đơn vị đặt ở cao trình này : dHH = = = 2.02 10-4 m/KN . dHM = dMH = = = 0,36510-4 T. dMM = = = 0,6110-5 (Tm). Moment uốn và lực cắt của cọc tại cao trình đỉnh cọc : Ho = 8.75 KN. - Chuyển vị ngang y và góc xoay y tại cao trình đỉnh cọc : y=H.dHH+M0.dHM=8.752.0210+00,36510-4= =17.6810-4m 0,18 cm. y=H.dMH+M0.dMM=8.750,36510-4+00,6110= 3.210rad . Chuyển vị của cọc ở cao trình đặt lực ngang H Dn = yo+ylo++ → Dn= yo = 0.18 cm< Dgh = 1 cm Góc xoay của cọc y tại cao trình đỉnh cọc Ψ = y = 3.210rad < ygh =2/1000 rad Vậy cọc thỏa điều kiện chuyển vị 10. Tính momen uốn và lực cắt theo chiềi dài cọc: M = a2bdEbIyoA3 - abdEbIyoB3 + MoC3 + HoD3/abd Qz = a3bdEbIyoA4 - a2bdEbIyoB4 + abdMoC4 + HoD3 Trong đó các kí hiệu trong công thức có ý nghĩa như trình bày ở trên. Các giá trị A3,A4, B3, B4, C3, C4, D3, D4: tra bảng G.3 TCXD 205-1998. MÔMEN UỐN THEO CHIỀU DÀI CỌC Z Ze A3 B3 C3 D3 Mz(KNm) 0.000 0.0 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.368 0.1 0.000 0.000 1.000 0.100 3.217 0.735 0.2 -0.001 0.000 1.000 0.200 6.354 1.103 0.3 -0.005 -0.001 1.000 0.300 9.303 1.471 0.4 -0.011 -0.002 1.000 0.400 12.093 1.838 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.500 14.668 2.206 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.600 16.999 2.574 0.7 -0.057 -0.020 0.996 0.699 18.976 2.941 0.8 -0.085 -0.034 0.992 0.799 20.687 3.309 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 22.060 3.676 1.0 -0.167 -0.083 0.975 0.994 22.967 4.044 1.1 -0.222 -0.122 0.960 1.090 23.697 4.412 1.2 -0.287 -0.173 0.938 1.183 24.159 4.779 1.3 -0.365 -0.238 0.907 1.273 24.216 5.147 1.4 -0.455 -0.319 0.866 1.358 23.989 5.515 1.5 -0.559 -0.420 0.881 1.437 23.495 5.882 1.6 -0.676 -0.543 0.739 1.507 22.822 6.250 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 21.902 6.618 1.8 -0.956 -0.867 0.530 1.612 20.748 6.985 1.9 -1.118 -1.074 0.385 1.640 19.515 7.353 2.0 -1.295 -1.314 0.207 1.646 18.099 8.088 2.2 -1.693 -1.906 -0.270 1.575 14.930 8.824 2.4 -2.141 -2.663 -0.940 1.352 11.493 9.559 2.6 -2.621 -3.600 -1.880 0.917 8.080 10.294 2.8 -3.103 -4.718 -3.410 0.197 4.792 11.029 3.0 -3.541 -6.000 -4.690 -0.890 1.778 12.868 3.5 -3.919 -9.544 -10.300 -5.850 -2.902 14.706 4.0 -1.614 -11.730 -17.900 -15.100 -2.129 LỰC CẮT THEO CHIỀU DÀI CỌC Z Ze A4 B4 C4 D4 Qz(KN) 0 0 0 0 0 1 8.750 0.368 0.1 -0.005 0 0 1 8.641 0.735 0.2 -0.02 -0.003 0 1 8.358 1.103 0.3 -0.045 -0.009 -0.001 1 7.900 1.471 0.4 -0.08 -0.021 -0.003 1 7.310 1.838 0.5 -0.125 -0.042 -0.008 0.999 6.621 2.206 0.6 -0.18 -0.072 -0.016 0.997 5.834 2.574 0.7 -0.245 -0.114 -0.03 0.994 4.992 2.941 0.8 -0.32 -0.171 -0.051 0.989 4.128 3.309 0.9 -0.404 -0.243 -0.082 0.98 3.246 3.676 1 -0.499 -0.333 -0.125 0.967 2.346 4.044 1.1 -0.603 -0.443 -0.183 0.946 1.465 4.412 1.2 -0.716 -0.575 -0.259 0.917 0.630 4.779 1.3 -0.838 -0.73 -0.356 0.876 -0.178 5.147 1.4 -0.967 -0.91 -0.479 0.821 -0.906 5.515 1.5 -1.105 -1.116 -0.63 0.747 -1.627 5.882 1.6 -1.248 -1.35 -0.815 0.652 -2.242 6.250 1.7 -1.396 -1.643 -1.036 0.529 -2.373 6.618 1.8 -1.547 -1.906 -1.299 0.374 -3.275 6.985 1.9 -1.699 -2.227 -1.608 0.181 -3.707 7.353 2 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 -4.042 11/Cắt thép . Chọn vị trí để cắt thép : Ta co: Mmax = 24.216(KNm). = = 1.5 cm2 Vậy Fa = 1.5 cm2 < Fachọn = 43.99 cm2, do đó cốt thép đã chọn đảm bảo khả năng chịu lực Và tại độ sâu từ 12 m trở xuống ta có thể cắt thép. IV. THIẾT KẾ MÓNG M1 1/ Tải trọng tác dụng lên móng . - Hệ số vượt tải 1,2 -Tính thêm tải do sàn tầng hầm số 2 truyền vào . + Sàn có chiều dày 0,4m :Tỉnh tải gs = 1,10,425=11(KN/m2.) Họat tải qs = 1,25 =6 KN/m2. + Diện truyền tải vào chân móng C4 là : A= 8x4 = 32 m2. + Lực tập trung tác dụng vào chân móng : Ns= (gs+qs)A =(11+6)32 = 544(KN). - Tải trọng bản thân của hệ dầm gân : Ndg = 1,10.5x830.30.6x25= 59 (KN ) - Vì vậy lực dọc tác dụng lên móng tăng thêm một lượng : N=544+59=603 (KN) Giá trị tính toán nội lực Nmin(KN) Mx.tu(KNm) Qxmax(KN) My.tu(KNm) Qymax(KN) 8510+603=9113 582 10 16.7 211 Giá trị tiêu chuẩn Nmin(KN) Mx.tu(KNm) Qxmax(KN) My.tu(KNm) Qymax(KN) 7924 506 8.7 14.5 183.5 2/ Chọn lọai vật liệu ,kích thước cọc và chiều sâu đặt móng . a.Chọn vật liệu: -Bê tông cấp bền B25 có: Rb=14.5 (MPa); Rbt=1.05(MPa). -Cốt thép : dùng CI có: Rs=Rsc=225 (MPa). -Cốt thép > 10 : dùng CII có: Rs=Rsc=280 (MPa). b.Chọn kích thước cọc, chiều sâu đặt đáy đài: Chọn chiều cao đài cọc là 1,5m. Do đó cao trình đáy đài -(1,5+3)= -4,5m. Dựa vào điều kiện địa chất công trình, tải trọng tác dụng xuống móng ta chọn kích thước tiết diện cọc khoan nhồi: đường kính D=0,8m, chiều dài L=20 m. Chất lượng bê tông đầu cọc kém, do đó ta phải đập vỡ một đoạn 1650 mm và ngoài ra ta còn ngàm vào đài (phần có bê tông) một đoạn 150 mm. Do đó chiều dài làm việc của cọc:20-(1,65+0,15)=18,2m. Do đó cao trình mũi cọc là -22,7m. Cốt thép dọc trong cọc dùng 14Ø20 có As=43.99 cm2. 3/ Xác định sức chịu tải của cọc . a/ Theo cường độ vật liệu. -Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc,P, theo TCVN 205:1998 được xác định theo công thức : Pvl = (RuA+RanFa) Trong đó: -Ru-Cường độ tính toán của cọc nhồi , xác định như sau : +Đối với cọc đổ bê tông dưới nước hoặc dung dịch sét, Ru=R/4.5 nhưng không lớn hơn 60 kg/cm2 . -A-Diện tích tiết diện ngang của cọc , A=3.14x802/4=5024(cm2) -Fa-Diện tích tiết diện cốt thép dọc trục, Fa=43.96cm2 -Ran-Cường độ tính toán của cốt thép , xác định như sau : +Đối với thép nhỏ hơn Ø28, Ran=Rc/1.5 nhưng không lớn hơn 2200(kg/cm2) +đối với cốt thép lớn hơn Ø28, Ran=Rc/1.5 nhưng không lớn hơn 2200(kg/cm2) -Rc-Giới hạn chảy của cốt thép Dùng cốt thép CII có Rc=3000(kg/cm2) ,Ran=Rc/1.5=3000/1.5 =2000(kg/cm2) Ran=2000 (kg/cm2) Pvl = 60 5024 + 200043.99 = 38942 KG 3894 KN. b/ Theo cường độ đất nền. - Sức chịu tải cực hạn của cọc . Qu = Qs + Qp ; b.1/ Xác định Qs : - Tính ma sát giửa cọc và đất . + Dùng bảng tính excel ta tính được fs ở bảng sau : Bảng tính fs Lớp i γ đn φ (o) c (KN/m2) Tag φ ks=1-sin φ zi(m) sz li(m) fsi(KN/m2) fsi.li(KN/m) 2 9.93 210 60 0.38 0.64 4.5 44.7 7.5 71 533 3 9.92 380 20 0.78 0.38 10.5 104.24 6 51 306 4 10.78 430 20 0.93 0.32 16.6 113.7 6.2 70 434 Sfsi.li = 1273KN Tr ong đó : - fi= s'hi ´tgjai + Ca - sz= ∑(γi x zi) - li : chiều dày lớp đất - u : chu vi xung quanh cọc Qs= u = 0.8 1273 = 3197KN b.2/ Xác định Qp : - Cường độ chịu tải của đất ở mủi cọc : qp = c.Nc + svp.Nq + g.d.Ng Mủi cọc nằm trong lớp đất 4 có j = 43o ; c= 2 KN/m2 , (tra bảng 3.5 trang 174 sách Nền Móng của Tiến sỉ Châu ngọc An ) ta được Nq = 126.498 ; Nc = 134.58 : Ng = 0 svp = gđn.z = 10.7818.2 = 196 KN/m2. qp =2134.58+ 196126.498 +10.780.80=25063 (KN/m2) . Qp = Ap.qp = x 25063= 12531 KN Qa = = 5243 KN. Sức chịu tải của cọc : P = min(Pvl ,Qa) = min(3894 ; 5243) = 3894 KN 4/ Xác định số lượng cọc và bố trí cọc. a/ Ước tính số lượng cọc nc = k. = 1,2 2.1 cọc . Vậy ta chọn 3 cọc . b/Bố trí cọc Cách bố trí cọc như hình vẽ. Chọn khoảng cách giữa hai cọc 3d = 3 x 0.8 = 2.4m khoảng cách từ mép đài đến tâm cọc là d = 0.6m diện tích của đấy đài là: Fđ=3.6 x 3.6 = 12.96 (m2) 5/ Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc. - Tải do công trình tác dụng lên đầu cọc xác định theo công thức P() = . Trong đó : =tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc. n= số lượng cọc trong móng. Mx = moment của tải ngoài quanh trục x , đi qua trọng tâm của các tiết diện cọc. My = moment của tải ngoài quanh trục y ,đi qua trọng tâm của các tiết diện cọc. x, y = tọa độ cọc cần xác định tải tác dụng trong hệ tọa độ xy của móng . xi , yi = tọa độ cọc thứ i trong hệ tọa độ trục xy của móng. Pmax ===3287( KN) Pmin = ==2788(KN) Ta có Pmax = 3287< PTK = 3894(T) Pmin = 2788< Pnh = Qs = 4250 = 4250 (T) Vậy cọc đủ khả năng chịu lực. 6 .Kiểm tra sức chịu tải của đất nền dưới đáy móng khối quy ước : a)Xác định kích thước móng khối quy ước : -Xác định jtb : =340 Góc truyền lực : Kích thước móng khối quy ước : Aqư = Bqư = (3.2+2xLcx tg8.5o) = 3.2 + 2x 18.2 x 0.15=8.66(m) Diện tích của móng khối qui ước Fqư = 8.66 x 8.66 = 75(m2) *Trọng lượng móng khối quy ước: -Trọng lượng đài và đất trên đài: N1 =(75- 2x0.5x1.1x2.2)x1.5x22 = 2395 (KN) -Trọng lượng của ba cọc có xét đến đẩy nổi Diện tích của một cọc 3.14x=0.5 m2 N2 =4x0.5x18.2x(25-10) = 546(KN) Trọng lượng của lớp các pha dày 6m có trừ đi trọng lượng cọc N3=(75-3x0.5)x6x9.93= 4379(KN) Trọng lượng của lớp cát hạt trung dày 6m có trừ đi trọng lượng cọc N4=(75- 3x0.5)x6x9.92= 4375(KN) Trọng lượng của lớp cát thô lẫn cụi sỏi dày 12.2m có trừ đi trọng lượng cọc N5=(75- 3x0.5)x6.2x10.78= 4912(KN) ® trọng lượng móng khối qui ước Nqư = N1+ N2+ N3+ N3+ N4+ N5=2395+546+4379+4375+4912= 16607(KN) Lực dọc tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước : Nqư + Ntc = 16607+ 7924 = 24531 ( KN) Moment tiêu chuẩn tại đáy móng khối quy ước : Mxqưtc=Mtcx=506(KNm) Myqưtc= Mtcy= 14.5 (KNm) -Độ lệch tâm : ey = = =0.02 ex = = = 0.0006 -Ap lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối qui ước : =(1) = 332 (KN/m2) = 322(KN/m2) = 326.5 (KN/m2) b)Xác định áp lực tính toán ở đáy móng khối quy ước : Rtt = ; g , g’ : Trị tính tóan thứ hai của trọng lượng riêng đất tuần tự dưới đáy khối quy ước và từ đáy khối quy ước trở lên . Ở đây lấy Ktc = 1 ; Vì đất dưới móng khối quy ước là đất cát lẫn bụi , tra bảng 2.2 trang 65 sách NỀN và MÓNG của tác giả Lê Anh Hoàng ta được m1 = 1,1 ; m2 = 1 ; Ta có j = 43o tra bảng 1.1 (sách trên) được : A= 3.12 ; B = 13.5 ; D = 13.31 g = = 10.22 KN/m3 ; g’ = 9.93 KN/m3 ; Rtt= 1,11(3.1210.8710.22 +13.518.29.93+13.312) = 3094 KN/m2. Thỏa mãn điều kiện : =332 1,2Rtt =3713 = 326.5 Rtt =3094 ® Nền đất dưới mũi cọc đủ sức chịu tải ®Như vậy độ lún của khối móng qui ươc thỏa 7 .Kiểm tra lún : Ứng suất bản thân tại các lớp đất : sbtmqu=å gihi=201 KN/m2 Ứng suất gây lún ở đáy khối móng quy ước : sglz =0= -sbtmqu=326.5- 201 =125.5 KN/m2 Xét tỉ số : =1 Chia đất nền dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp hi= Bm/5=1.73 m. Tính lún đến cao trình z có ứng suất gây lún (sglz ) bắng 0.2 lần ứng suất bản thân đất (s’z ) so với cao trình mũi cọc . Bảng tính lún cho khối móng quy ước Điểm Độ sâu z(m) Lm/Bm 2z/Bm Ko sglz (KN/m2) s’bt (T/m2) 0 0 1 0 1 125.5 201 1 1.73 1 0.4 0.96 120.48 219.7 2 3.46 1 0.8 0.8 100.4 238.3 3 5.19 1 1.2 0.606 76 257 4 6.92 1 1.6 0.449 56.4 275.6 5 8.65 1 2 0.336 42.17 294.3 Ta thấy sglz < = 0.2s’bt nên ta giới hạn nền lấy đến điểm 5 ở độ sâu 8.65 m kể từ đáy móng khối quy ước : Độ lún của nền được tính theo công thức sau : S==0.024cm Ta có s=2.4cm <sgh = 8 cm ®Như vậy độ lún của khối móng qui ươc thỏa 8.Tính toán và cấu tạo đài cọc: a.Kiểm tra đài theo điều kiện chọc thủng: - kiểm tra với góc 450 + theo phương trục X Xác định kích thước lăng thể chọc thủng : Chiều cao lớp bảo vệ chọn 10cm, chiều cao đài 1,5m. chiều cao làm việc của đài ho=1.5-0.1 = 1.4 m Chiều dài lăng thể chọc thủng : Lt=bc+2ho= 0.8+21.4=3.6m Khoảng cách giữa hai trục cọc : l=2.4 m Lăng thể chọc thủng bao trùm ngoài trục các cọc, do đó không có hiện tượng chọc thủng của cột lên đài cọc +theo phương trục Y Xác định kích thước lăng thể chọc thủng : Chiều cao lớp bảo vệ chọn 10cm, chiều cao đài 1,5m. chiều cao làm việc của đài ho=1.5-0.1 = 1.4 m Chiều dài lăng thể chọc thủng : Lt=bc+2ho= 0.8+21.4=3.6m Khoảng cách giữa hai trục cọc : l= 2.4 m Lăng thể chọc thủng bao trùm ngoài trục các cọc, do đó không có hiện tượng chọc thủng của cột lên đài cọc Vậy Lăng thể chọc thủng bao trùm ngoài trục các cọc, do đó không có hiện tượng chọc thủng của cột lên đài cọc bTính toán cốt thép: Đài cọc làm việc như một dầm Console ngàm ở mép cột và chịu tác động của tải trọng là phản lực của cọc hướng lên. Theo phương Momen M1: Diện tích cốt thép yêu cầu: . +Tính toán cốt thép theo phương Y đặt dưới: Moment tương ứng với mặt ngàm I-I: MI-I= Pmax.. (7.24). Trong đó: Pmax=3287(KN). ;Khoảng cách từ trục cọc đến trục I-I: =1,2-0,4=0,8m MI-I=3287x 0,8 = 2629.6(KN.m) Chọn lớp bảo vệ cốt thép là a=10 cm. Dự kiến dùng cốt thép Ø 30, nên chiều cao làm việc: ho=150-10-3/2=138,85(cm). == 75.15(cm2). chọn 18Ø24,a=200, có Fa= 81.4 (cm2). +Tính toán cốt thép theo phương X đặt trên Moment tương ứng với mặt ngàm II-II MII-II= 2Pmax.. Trong đó: Pmax=3287(KN). ;Khoảng cách từ trục cọc đến trục II-II =0.8-0,4=0,4m MII-II=2x3287x 0,4 = 2629.6(KN.m) Chọn lớp bảo vệ cốt thép là a=10 cm. Dự kiến dùng cốt thép Ø 30, nên chiều cao làm việc: ho=150-10-3/2=138,85(cm). = = 75.15(cm2). chọn 18Ø24,a=200, có Fa= 81.4 (cm2). 9/kiểm tra cọc chịu tải theo phương ngang . Từ lực ngang và moment tác dụng ở đầu cọc , ta phân tích chuyển vị ngang , moment và lực cắt dọc theo chiềudài cọc .Chuyển vị ngang lớn nhất phải nhỏ hơn chuyển vị ngang khống chế bởi điều kiện kỹ thuật của công trình xây dựng . Tính moment uốn M dọc theo cọc và chuyển vị ngang của cọc ở cao trình đỉnh cọc và lực ngang H tác đông của cọc . Cọc có đường kính d = 0.8m. Chiều dài cọc chôn trong đất L = 18.2m. Lực H và moment uốn My đặt tại đỉnh trên cọc. Nhận xét : Dựa vào bảng giá trị nội lực tại chân móng ta lấy cặp nội lực nguy hiểm nhất để kiểm tra theo phương ngang cho cọc.(coi liên kết giữa đài và cọc là ngàm) Ta có lực ngang Qy = 211 KN. Thành phần Mômen chỉ gây kéo nén dọc trục cọc không gây cho cọc chịu uốn.do đó M =0(KNm) Ta lấy tổng lực ngang H chia cho số cọc để được lực ngang tác dụng lên 1 cọc: H = = = 70.3 KN Moment quán tính tiết diện ngang của cọc : I = m. - Độ cứng tiết diện ngang của cọc : Eb.I = 300,02= 6105 KNm2. - Chiều rộng qui ước bc của cọc : bc = d+ 1 =0.8 + 1 = 1.8 m. (theo TCXD205-1998 , khi d 0,8 m thì bc = d+1 m, khi d < 0,8 m thì bc = 1,5d + 0,5 m). Nền đất quanh cọc có 3 lớp , để thiên về an toán và đơn giản trong tính toán ta chọn lớp 4 ( cát trung đến nhuyển lẩn đất bột ), tra bảng G1 (TCXD205-1998) ta có K = 500 T/m. - Hệ số biến dạng : abd = m-1 . - Chiều dài tỉnh đổi của phần cọc trong đất : le = abd.24.2 = 0,27224.2 = 6.58 Tra bảng G2 (TCXD 205 –1998 được A=2,441; B= 1,621 ; C = 1,751. - Các chuyển vị dHH ;dHM ; dMH ; dMM của cọc ở cao trình đỉnh cọc , do các ứng lực đơn vị đặt ở cao trình này : dHH = = = 2.02 10-4 m/KN . dHM = dMH = = = 0,36510-4 T. dMM = = = 0,6110-5 (Tm). Moment uốn và lực cắt của cọc tại cao trình đỉnh cọc : Ho= H = 70.3 KN. Mo=M = 0 KNm. - Chuyển vị ngang y và góc xoay y tại cao trình đỉnh cọc : y=H.dHH+M0.dHM=70.32.0210+00,36510-4= =14210-4m 1.42 cm. y=H.dMH+M0.dMM=70.30,36510-4+00,6110=2610rad Chuyển vị của cọc ở cao trình đặt lực ngang H Dn = yo+ylo++ → Dn= yo = 1.42 cm > Dgh = 1 cm Góc xoay của cọc y tại cao trình đỉnh cọc Ψ = y = 2610rad > ygh = 2/1000 rad Vậy đối với sự làm việc của móng đơn thì kết quả trên không thỏa nhưng trong trường hợp này hệ móng làm việc liên kết với nhau bởi các đà kiềng nên giá trị trên ta có thể chấp nhận nên cọc thỏa điều kiện chuyển vị 10. Tính momen uốn và lực cắt theo chiềi dài cọc: M = a2bdEbIyoA3 - abdEbIyoB3 + MoC3 + HoD3/abd Qz = a3bdEbIyoA4 - a2bdEbIyoB4 + abdMoC4 + HoD3 Trong đó các kí hiệu trong công thức có ý nghĩa như trình bày ở trên. Các giá trị A3,A4, B3, B4, C3, C4, D3, D4: tra bảng G.3 TCXD 205-1998. MÔMEN UỐN THEO CHIỀU DÀI CỌC Z Ze A3 B3 C3 D3 Mz(KNm) 0.000 0.0 0.000 0.000 1.000 0.000 0.000 0.368 0.1 0.000 0.000 1.000 0.100 25.846 0.735 0.2 -0.001 0.000 1.000 0.200 51.061 1.103 0.3 -0.005 -0.001 1.000 0.300 74.809 1.471 0.4 -0.011 -0.002 1.000 0.400 97.297 1.838 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.500 118.112 2.206 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.600 137.049 2.574 0.7 -0.057 -0.020 0.996 0.699 153.217 2.941 0.8 -0.085 -0.034 0.992 0.799 167.354 3.309 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 178.901 3.676 1.0 -0.167 -0.083 0.975 0.994 186.856 4.044 1.1 -0.222 -0.122 0.960 1.090 193.548 4.412 1.2 -0.287 -0.173 0.938 1.183 198.252 4.779 1.3 -0.365 -0.238 0.907 1.273 199.927 5.147 1.4 -0.455 -0.319 0.866 1.358 199.535 5.515 1.5 -0.559 -0.420 0.881 1.437 197.253 5.882 1.6 -0.676 -0.543 0.739 1.507 193.786 6.250 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 188.629 6.618 1.8 -0.956 -0.867 0.530 1.612 181.908 6.985 1.9 -1.118 -1.074 0.385 1.640 174.863 7.353 2.0 -1.295 -1.314 0.207 1.646 166.680 8.088 2.2 -1.693 -1.906 -0.270 1.575 148.650 8.824 2.4 -2.141 -2.663 -0.940 1.352 129.831 9.559 2.6 -2.621 -3.600 -1.880 0.917 112.425 10.294 2.8 -3.103 -4.718 -3.410 0.197 96.901 11.029 3.0 -3.541 -6.000 -4.690 -0.890 83.847 12.868 3.5 -3.919 -9.544 -10.300 -5.850 67.426 14.706 4.0 -1.614 -11.730 -17.900 -15.100 57.215 LỰC CẮT THEO CHIỀU DÀI CỌC Z Ze A4 B4 C4 D4 Qz(KN) 0 0 0 0 0 1 70.300 0.368 0.1 -0.005 0 0 1 69.443 0.735 0.2 -0.02 -0.003 0 1 67.217 1.103 0.3 -0.045 -0.009 -0.001 1 63.623 1.471 0.4 -0.08 -0.021 -0.003 1 59.007 1.838 0.5 -0.125 -0.042 -0.008 0.999 53.645 2.206 0.6 -0.18 -0.072 -0.016 0.997 47.537 2.574 0.7 -0.245 -0.114 -0.03 0.994 41.029 2.941 0.8 -0.32 -0.171 -0.051 0.989 34.398 3.309 0.9 -0.404 -0.243 -0.082 0.98 27.673 3.676 1 -0.499 -0.333 -0.125 0.967 20.858 4.044 1.1 -0.603 -0.443 -0.183 0.946 14.246 4.412 1.2 -0.716 -0.575 -0.259 0.917 8.068 4.779 1.3 -0.838 -0.73 -0.356 0.876 2.158 5.147 1.4 -0.967 -0.91 -0.479 0.821 -3.052 5.515 1.5 -1.105 -1.116 -0.63 0.747 -8.139 5.882 1.6 -1.248 -1.35 -0.815 0.652 -12.328 6.250 1.7 -1.396 -1.643 -1.036 0.529 -12.533 6.618 1.8 -1.547 -1.906 -1.299 0.374 -18.965 6.985 1.9 -1.699 -2.227 -1.608 0.181 -21.546 7.353 2 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 -23.313 11/Cắt thép . Chọn vị trí để cắt thép : Ta co: Mmax = 199.927KNm. = = 12.4 cm2 Vậy Fa = 12.4 cm2 < Fachọn = 43.99 cm2, do đó cốt thép đã chọn đảm bảo khả năng chịu lực Và tại độ sâu từ 12 m trở xuống ta có thể cắt thép.