a) Cấu tạo đài cọc : Đài 3-B
+Xác định sơ bộ kích thước đài :
ã Lực dọc tính toán tại đỉnh đài :tấn
ã Mô men theo phương x: Qx =3,701 tấn ; Mx=9,07 tm
ã Khoảng cách tối thiểu giữa các cọc (d) : d=0,25 m
ã Ứng suất trung bình dưới đế đài tb=64,2 t/m2
ã Chiều sâu đáy đài đã chọn : h=2m
Đáy đài có kích thước sơ bộ như sau
76 trang |
Chia sẻ: baoanh98 | Lượt xem: 757 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Thiết kế Khu nhà ở Linh Đàm, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
´ 1800 = 1241 (kg/m)
Do sàn nhà :
q 2= 2 ´ S5= 246.1x2 = 492.2(kg/m)
=> Tổng tải trọng phân bố lên đoạn C-D:
qCD = q1 + q 2 = 1241 + 492 = 1733(kg/m)
- Tải trọng phân bố đoạn D-D*:
Do tường ngang :
q1 = n ´ b ´ h ´ g
=1.1 ´ 0.22 ´ (3.3 - 0.45) ´ 1800 = 1241 (kg/m)
Do sàn nhà :
q 2= (S6 + S2 ) =368 +552 = 920 (kg/m)
=> Tổng tải trọng phân bố lên đoạn D-D*:
qDD*= q1 + q 2 = 1241+ 920. =2161(kg)
- Tải trọng phân bố đoạn D*-E:
Do tường ngang :
q1 = n ´ b ´ h ´ g
=1.1 ´ 0.22 ´ (3.3 - 0.45) ´ 1800 = 1241 (kg/m)
Do sàn nhà :
q 2= (S4 + S2 ) =498 +552 =1050 (kg/m)
=> Tổng tải trọng phân bố lên đoạn D*-E:
qDD*= q1 + q 2 = 1241+ 1050. =2291(kg)
2.Phân tải tầng mái :
- Tải trọng phân bố đoạn A - B :
Do tường ngang :
qt = 1.1 ´ 0.22 ´ 1 ´ 1800 = 435,6 (kg/m)
Do sàn nhà :
qs = 2 ´ S1 = 2 ´567 = 1134 (kg/m)
=> qAB= qt + qs = 1134 + 436 = 1570 (kg/m)
- Tải trọng phân bố đoạn B - C :
Do tường ngang :
qt = 1.1 ´ 0.22 ´ 1 ´ 1800 = 436 (t/m)
Do sàn nhà :
qs = 2 ´ S2 = 2 ´ 528 = 1058 (kg/m)
=> qAB = qt + qs = 436 + 1058 =1494 (kg/m)
- Tải trọng phân bố đoạn C-D :
Do tường ngang :
qt = 1.1 ´ 0.22 ´ 1 ´ 1800 =436 (kg/m)
Do sàn nhà :
qs = 2 ´ S3= 2x502= 1004 (kg/m)
=> q34 = qt + qs = 1004 + 436 = 1440 (t/m)
- Tải trọng phân bố đoạn D-E :
Do tường ngang :
qt = 1.1 ´ 0.22 ´ 1 ´ 1800 = 436 (kg/m)
Do sàn nhà :
qs = 2 ´ S4 = 2 ´595 = 1190 (kg/m)
=> q12 = qt + qs = 1190 + 436 = 1626 (kg/m)
B/phần hoạt tải:
- Tương tự như với phần tĩnh tải, ta cũng phân bố tải trọng với hoạt tải. Kết quả được thê hiện trong bảng sau :
Tải tập trung
P1Kg
P2
P3
P4
P5
P6
P7
Tầng mái
850
1700
700
0
1700
0
850
Tầng điển hình
1138
2277
425
2484
2320
1123
1138
Tải trọng phân bố
qAB
qBC
qCC*
qC*D
qDD*
qDE
Tầng mái
246
248
234
234
280
280
Tầng điển hình
724
660
661
661
600
672
4.1. Tính toán nội lực.
Dùng chương trình phần mềm tính toán Sap 2000 để tính nội lực trong khung trục 3.
4.1.1. Sơ đồ tính toán.
Sơ đồ tính khung trục 3 là sơ đồ dạng khung phẳng ngàm tại mặt đài móng.
Chiều dài tính toán của dầm lấy bằng khoảng cách các trục cột tương ứng, chiều dài tính toán các phần tử cột các tầng trên lấy bằng khoảng cách các sàn, riêng chiều dài tính toán của cột tầng hầm lấy bằng khoảng cách từ mặt đài móng đến mặt sàn tầng trệt, cụ thể là bằng l =3,0 m.
4.1.2. Tải trọng.
Tải trọng tính toán để xác định nội lực bao gồm: tĩnh tải bản thân; hoạt tải sử dụng; tải trọng gió; áp lực đất lên tường chắn ở tàng hầm.
Tĩnh tải được chất theo sơ đồ làm việc thực tế của công trình.
Hoạt tải được chất lệch tầng lệch nhịp,(với mỗi ô sàn có các hoạt tải tương ứng - như đã tính toán ở phần tải trọng ngang).
Vậy ta có các trường hợp hợp tải khi đưa vào tính toán như sau:
. Trường hợp tải 1: Tĩnh tải .
. Trường hợp tải 2: Hoạt tải sử dụng (có HT1 và HT2).
. Trường hợp tải 3: Gió trái
. Trường hợp tải 4: Gió phải
4.1.3. Phương pháp tính.
Dùng chương trình Sap 2000 để giải nội lực. Kết quả tính toán nội lực xem trong phần phụ lục (chỉ lấy ra kết quả nội lực cần dùng trong tính toán).
4.1.4. Kiểm tra kết quả tính toán.
Trong quá trình giải lực bằng chương trình Sap 2000, có thể có những sai lệch về kết quả do nhiều nguyên nhân: lỗi chương trình; do vào sai số liệu; do quan niệm sai về sơ đồ kết cấu, tải trọng... Để có cơ sở khẳng định về sự đúng đắn hoặc đáng tin cậy của kết quả tính toán bằng máy, ta tiến hành một số tính toán so sánh kiểm tra như sau :
Sau khi có kết quả nội lực từ chương trình Sap 2000. Chúng ta cần phải đánh giá được sự hợp lý của kết quả đó trước khi dùng để tính toán. Sự đánh giá dựa trên những kiến thức về cơ học kết cấu và mang tính sơ bộ, tổng quát, không tính toán một cách cụ thể cho từng phần tử cấu kiện.
. Tổng lực cắt ở chân cột trong 1 tầng nào đó bằng tổng các lực ngang tính từ mức tầng đó trở lên.
. Nếu dầm chịu tải trọng phân bố đều thì khoảng cách từ đường nối tung độ momen âm đến tung độ momen dương ở giữa nhịp có giá trị bằng .
Sau khi kiểm tra nội lực theo các bước trên ta thấy đều thỏa mãn, do đó kết quả nội lực tính được là đáng tin cậy.
Vậy ta tiến hành các bước tiếp theo: tổ hợp nội lực, tính thép cho khung, thiết kế móng.
4.2. Tổ hợp tải trọng.
Các trường hợp tải trọng tác dụng lên khung không gian được giải riêng rẽ bao gồm: Tĩnh tải, hoạt tải, tải trọng gió trái, phải.Để tính toán cốt thép cho cấu kiện, ta tiến hành tổ hợp sự tác động của các tải trọng để tìm ra nội lực nguy hiểm nhất cho phần tử cấu kiện.
4.3. Tổ hợp nội lực.
Nội lực được tổ hợp với các loại tổ hợp sau: Tổ hợp cơ bản I; Tổ hợp cơ bản II;
- Tổ hợp cơ bản I: gồm nội lực do tĩnh tải với một nội lực hoạt tải (hoạt tải hoặc tải trọng gió).
- Tổ hợp cơ bản II: gồm nội lực do tĩnh tải với ít nhất 2 trường hợp nội lực do hoạt tải hoặc tải trọng gió gây ra với hệ số tổ hợp của tải trọng ngắn hạn là 0,9.
Kết quả tổ hợp nội lực cho các phần tử dầm và các phần tử cột trong Phụ lục.
5 :Thiết kế các cấu kiện cơ bản
Thiết kế cột:
- Tính toán cốt thép cho cột ta sử dụng các cặp nội lực trong bảng tổ hợp gồm: Mx, My và N.
- Cốt thép trong cột đuợc tính toán với mômen lớn hơn trong 2 mômen ( Mx hoặc My ) và lực dọc N. Cốt thép theo phương còn lại của cột được bố trí và kiểm tra theo trường hợp cột chịu nén lệch tâm xiên.
A- Cốt thép trong cột được tính toán theo các bước sau:
Các thông số tính toán:
* Cơ sở tính toán
1. Bảng tổ hợp tính toán
2. TCVN 5574 – 1994: Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép
3. Hồ sơ kiến trúc công trình.
* Số liệu vật liệu
- Bê tông mác 300# có Rn =145 kG/cm2; Rk = 12kG/cm2
- Cốt thép dọc AII có Ra = Ra’ = 2800kG/cm2
- Cốt thép đai CI có Ra = 2250kG/cm2 Rađ = 1750 kG/cm2
Chiều dài tính toán của cột lo =0,7 x Htầng = 0,7x330 = 231cm (sơ đồ tính cột hai đầu ngàm)
Cho phép bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc khi lo/h ≤ 8 với h là cạnh của tiết diện chữ nhật theo phương mặt phẳng uốn
Ta thấy các cạnh của tiết diện cột trục A, B,C,D,E theo phương mặt phẳng uốn đều≥35cm , ta có lo/hmin = 231/30 = 7,7 < 8 nên bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc (η = 1)
Tính toán cốt thép chịu lực:
- Chiều dài tính toán của cột: lo = 0,7xl.
- Xét tỷ số
+ Nếu <8 : bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc h=1.
+ Nếu >8: thì cấu kiện dài và mảnh do đó ngoài độ cong cột do M sinh ra còn có độ cong phụ do lực dọc trục sinh ra. Vì vậy phải xét tới ảnh hưởng của uốn dọc Tính h.
h=
Nth=
Trong đó: Ja,Jb : mô men quán tính của toàn bộ tiết diện cốt thép dọc đối với trục đi qua trọng tâm tiết diện và vuông góc với mặt phẳng uốn .
S: hệ số kể đến ảnh hưởng đến độ lệch tâm e0
S=
kđh: hệ số tính đến tính chất của tải trọng
kđh=1-
Với y là khoảng cách từ trọng tâm hình học của tiết diện đến mép chịu kéo (hoặc nén ) của tiết diện khi chịu tải toàn phần Mvà N ,Mdh và Ndh là phần nội lực do tải trọng dài hạn gây ra.
- Độ lệch tâm: e0 = e0’ + e01
+ Độ lệch tâm ban đầu: e01 = .
+ Độ lệch tâm ngẫu nhiên: e0’ = max ( 2cm, h/25, H/600 ).
- Khoảng cách từ lực dọc đến trọng tâm cốt thép:
+ Chịu kéo : e = he0 + h/2 – a
+ Chịu nén : e’ = he0 + h/2 + a’
- Chiều cao vùng nén: x =
+ Nếu x < 2a’: diện tích tiết diện ngang của cốt thép là:
Fa = Fa’ =
+ Nếu 2a’xÊa0h0 :
Fa=Fa’ =
Trong đó: a0 - Hệ số tra phụ lục 6 sách KCBTCT (Phần cấu kiện cơ bản) trang 154.
(Với bêtông mác 300# và cốt thép nhóm AII có Ra = 2800 kg/cm2 , ta có a0 = 0.58).
+ Nếu x> a0h0 : Ta phải tính lại chiều cao vùng nén theo he0
. he0 Ê 0,2h0 thì x = h- ( + 1,8 – 1,4a0 )he0
. 0,2 h 0 < he0 Ê e0gh thì x = 1,8( e0gh - he0 ) + a0h0
. he0 > e0gh thì x= a0h0. Với e0gh = 0,4 ( 1,25h - a0h0 )
Fa = Fa’ =
- Hàm luợng cốt thép:
mt = .100%
So sánh mt với mmin = 0,mmax = 3%
+ Nếu mt < mmin : Bố trí thép cấu tạo với diện tích cốt thép là: Fa = Fa’ = mmin .
+ Nếu mt > mmax : Nên giảm kích thước cột.
Bố trí cốt đai:
- Cốt đai trong cốt được chọn đường kính và bố trí theo yêu cầu cấu tạo như sau:
+ Đường kính cốt đai: ặ đai > 1/4ặmax của cốt dọc và ặ đai 8mm.
+ Khoảng cách giữa các cốt đai : u Ê 15ặ min của cốt dọc chịu nén và u Ê1/2b cạnh bé của tiết diện. Trong đoạn nối buộc cốt thép dọc khoảng cách các cốt đai không vượt quá 10ặ min cốt dọc chịu nén.
Cốt đai được bố trí trên mặt bằng sao cho cứ cách một cốt dọc phải có 1 cốt dọc nằm ở góc cốt đai.
Nhiệm vụ tính một cụ thể một phần tử cột điển hình ,các phần tử còn lại trình bày trong bảng:tính toán 3 cột có nội lực lớn và bố trí cho các cột còn lại (khung mang tính đối xứng) .Ta tính khung trục E,D,C
1.1.1.4 Tính toán cột tầng 1:
* Phần tử c1(tầng 1)
- Chiều dài cột: l = 0,7xl = 0,7x450= 3,15m
- Độ mảnh cột: λ = lo/h = 315/55 = 5,72 <8 không phải kể đến ảnh hưởng của uốn dọc lấy η = 1
- Giả thiết a = a’= 4cm; ho = 51cm
- Độ lệch tâm ngẫu nhiên :
e0 = max(h/25, l/600, 2cm) Vậy lấy e0 = 2,2cm
Nôi lực tính toán chọn ra từ bảng tổ hợp
Cặp
M(kGm)
N(kG)
e01(m)=M/N
e0(m)=e01+e0
1
-9561
-132323
0,072
0,094
2
-8856
-155301
0,057
0,079
a. Tính toán với cặp 1: M= 9561 kGm
N= 132323 kG
Độ lệch tâm :
e =he0 + 0,5h -a = 7,2+0,5.55 –4= 30,7cm
Chiều cao vùng nén:
x= N / Rn.b = 132323/170.30 = 25,94cm
ịx <ζ Rh 0=0,58x51=29,58cm ịxảy ra trường hợp nén lệch tâm lon
he0 = 7,2 < 0,2.ho = 0,2.51 = 10,2 cm
x’ = h -( 1,8 + 0,5h/h0 -1,4.0,573 ) he0
= 55- ( 1,8 + 0,5.55/51- 1,4.0,573 ) .7,2 = 35,8 cm
b. Tính toán với cặp 2: M= 8856kGm
N= 155301 kG
Độ lệch tâm :
e =he0 + 0,5h -a = 5,7+0,5.55 –4= 29,2cm
Chiều cao vùng nén:
x= N / Rn.b = 155301/170.30 = 30.1cm
ị x >ζ Rh 0= 0,58x51=29,58cm ị xảy ra trường hợp nén lệch tâm be.
he0 = 5,7 < 0,2.ho = 0,2.51 = 10,2 cm
x’ = h -( 1,8 + 0,5h/h0 -1,4ζ R ) he0
= 55- ( 1,8 + 0,5.55/51- 1,4.0,573 ) .5,7 = 42,1cm
→ Vậy chọn 8ỉ25 có Fa = 39,27 và μ % == 1,3%
* Phần tử c13 (tầng 5)
- Chiều dài cột: l = 0,7xl = 0,7x3,3 = 2,31m
- Độ mảnh cột: λ = lo/h = 231/30 =7.7 <8 không phải kể đến ảnh hưởng của uốn dọc lấy η = 1
- Giả thiết a = a’= 4cm; ho = 26 cm
- Độ lệch tâm ngẫu nhiên :
e0 = max(h/25, l/600, 2cm) Vậy lấy e0 = 2,2cm
Nôi lực tính toán chọn ra từ bảng tổ hợp
Cặp
M(kGm)
N(kG)
e01(m)=M/N
E0(m)=e01+e0
1
-3944
-83292
0,047
0,069
2
-2808
-105048
0,026
0,048
a. Tính toán với cặp 1: M= -3944kGm
N= -83292 kG
Độ lệch tâm :
e =he0 + 0,5h -a = 2,67+0,5x30 –4= 13,7cm
Chiều cao vùng nén:
x= N / Rn.b = 83292/170.30 = 14,33cm
ị x=14,33cm <ζ Rh 0=0,58x26=15,5cm ị xảy ra trường hợp nén lệch tâm lớn.
he0 = 2,67 > 0,2.ho = 0,2.51 = 10,2 cm
x’ = h -( 1,8 + 0,5h/h0 -1,4ζ R ) he0
= 30- ( 1,8 + 0,5.30/26- 1,4.0,58 ) .2,67 = 28,4cm
→ Vậy chọn 4ỉ22 có Fa = 15,20 và μ % == 1,6%
b. Tính toán với cặp 2: M= 2808 kGm
N= 105048kG
Độ lệch tâm :
e =he0 + 0,5h -a = 4,7+0,5x30 –4= 15,7cm
Chiều cao vùng nén:
x= N / Rn.b = 105048/170.30 = 20,59cm
ị x=20,59cm >ζ Rh 0=0,58x26=15,5cm ị xảy ra trường hợp nén lệch tâm bé.
he0 = 4,7 < 0,2.ho = 0,2.26 = 5,2 cm
x’ = h -( 1,8 + 0,5h/h0 -1,4.0,58 ) he0
= 30- ( 1,8 + 0,5.30/26- 1,4.0,573 ) .4,7 = 22,5 cm
1.3Thiết kế dầm:
Cặp nội lực để tính toán và bố trí cốt thép cho dầm gồm có mô men uốn M và lực dọc Q. Đối với dầm ta phải tính toán với 3 mặt cắt.
A- Cốt thép trong dầm được tính toán với các bước sau:
Các thông số tính toán:
- Tiết diện dầm : bxh
- Bê tông mác 300# có Rn = 170 kg/cm2 và Rk = 12kg/cm2.
- Cốt thép nhóm AII có Ra = Ra’ = 2800 kg/cm2.
- Cốt đai nhóm AI có Rađ = 1700 kg/cm2.
Tính toán cốt thép dọc:
b1- Với mô men âm:
- Giả thuyết khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo tới mép chịu kéo: a=6,5 cm ( đặt cốt thép 2 lớp ) và a=4cm ( đặt cốt thép 1 lớp ) và a’=4 cm ( đặt 1 lớp ) khi tính cốt kép. Khi đó chiều cao làm việc của tiết diện là: h0 = h - a.
- Ta có: A = ; A0 = a0( 1 – 0,5a0 ) do bêtông 300# thép AIII : a0=0,58
+ Nếu A > A0 = 0,412 tính toán đặt cốt kép ( cốt dọc chịu nén ) huy động hết khả năng chịu lực của bê tông vùng nén lấy x = a0h0 .
Diện tích tiết diện ngang cốt thép:
Fa’ =
Fa=
+ Nếu A Ê A0 = 0,412 thì tính
-Diện tích tiết diện ngang cốt chịu kéo: Fa =
- Diện tích cốt thép cấu tạo: Fact = mminbh0 = 0,0015.b.h0
+ Nếu Fa Fact thì chọn cốt thép bố trí theo Fa.
+ Nếu Fa < Fact thì lấy Fa = Fact để bố trí cốt thép.
b2- Với mô men dương:
- Tính theo tiết diện chữ T, cách nằm trong vùng nén, hc =18 cm.
- Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu lực tới mép chịu kéo: a = 6,5 cm ( đặt cốt thép 2 lớp ) và a = 4 cm ( đặt cốt thép 1 lớp ). Khi đó chiều cao làm việc của tiết diện là : h0 = h - a.
- Để tính bề rộng cách chữ T ta lấy giá trị c là min trong 3 giá trị sau:
+ 1/2 khoảng cách 2 mép dầm.
+ 1/6 ld.
+ 9hC khi hC > 0,1 h
+ 6 hC khi hC Ê 0,1 h ị bc=b+2c
- Để phân biệt truờng hợp trục trung hoà qua cách hay qua sườn ta tính:
Mc = Rnbc hc ( h0-hc/2)
+ Nếu M Ê Mc thì trục trung hoà đi qua cánh, việc tính toán được tiến hành như với tiết diện chữ nhật bc xh0 ( giống phần a ).
+ Nếu M > Mc thì trục trung hoà đi qua sườn, phải kể đến phần cánh tham gia chịu lực với sườn.
- Tính toán trong trường hợp M > Mc:
Ta có: A =
+ Nếu A>A0 =0,412 thì tăng chiều cao dầm hoặc đặt cốt kép (cốt dọc chịu nén)
+ Nếu A<A0 =0,412 thì tính a = 1-.
- Diện tích của tiết diện ngang của cốt thép chịu kéo:
Fa=
- Diện tích cốt thép cấu tạo: Fact = mmin bh0 = 0,0015bh0
+ Nếu Fa > Fact thì chọn cốt thép bố trí theo Fa.
+ Nếu Fa < Fact thì lấy Fa=Fact để bố trí cốt thép.
Tính toán cốt thép ngang ( Cốt đai ):
- Tính các giá trị sau
+ K1 Rk bh0
+ K0 Rn bh0
- Kiểm tra K1 Rk bh0 Ê Q Ê K0 Rn bh0
+ Nếu Q < K1 Rk bh0 thì đặt cốt đai theo cấu tạo.
+ Nếu Q > K0 Rn bh0 thì tăng h hoặc Rn.
+ Nếu K1 Rk bh0 Ê Q Ê K0 Rn bh0 thì tính toán cốt đai.
- Lực cắt mà cốt đai chịu được phân bố trên 1 đơn vị chiều dài:
qđ =
- Chọn đường kính cốt đai, chọn số nhánh cốt đai ta có:
Fđ= n fđ
- Khoảng cách giữa các cốt đai được chọn lấy theo giá trị min trong 3 giá trị sau:
+ utt =
+ uct = h/3
+ umax =
Yêu cầu : tính toán dầm trong phạm vi khung trục 3 cột của khung có hai lần thay đổi tiết diện .Vì vậy ta chọn ra các dầm có nội lực lớn nhất trong phạm vi một loại tiết diện cột để tính:
+Dầm tầng 1; Phần tử: d1,d7,d9
+Dầm tầng 3; Phần tử :d3,d11,d27
+Dầm tầng 6; Phần tử :d6,d14,d30
+Dầm tầng 8 : Phần tử :d8,d16,d24
Sau đây là phần tính toán cụ thể một phần tử (phần tử d1):
Ta chọn ra ba cặp nội lực ứng với ba mặt cắt tiết diện của một dầm từ trái qua phải:
+ Cặp 1: M-max=-12970Kgm ; Qtư=-10881Kg
+ Cặp 2:M+max=4903 Kgm :Qtư=-3043 Kg
+ Cặp 3: M-max=-13438 Kgm ;Qtư=11445Kg
- Với mô men âm:
- Giả thuyết khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo tới mép chịu kéo: a=4cm khi tính cốt kép. h0 = h - a.=45-4=41cm
- Ta có: A = do bêtông 300# thép AII: a0=0,58
A0 = a0( 1 – 0,5a0 ) =0.58(1-0.5x0.58)=0.412
+ Do A Ê A0 = 0,412 => tính =0.75
-Diện tích tiết diện ngang cốt chịu kéo: Fa =
Ta chọn 1f22+2f25(Fa=17.249cm2)
- Với mô men dương:
- Tính theo tiết diện chữ T, cách nằm trong vùng nén, hc =12 cm.
- Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu lực tới mép chịu kéo a = 4 cm Khi đó chiều cao làm việc của tiết diện là : h0 = h - a.=45-4=41 cm
- Để tính bề rộng cách chữ T ta lấy giá trị c là min trong 3 giá trị sau:
+ 1/2 khoảng cách 2 mép dầm.=(450-22)x0.5=214cm
+ 1/6 ld. =1/6x500=83 cm
+ 9hC =9x12=108cm khi hC > 0,1 h
Ta chọn c1=83cmị bc=b+2c=22+2x83=189 cm
- Để phân biệt truờng hợp trục trung hoà qua cách hay qua sườn ta tính:
Mc = Rnbc hc ( h0-hc/2)=170x90x12(41-12/2)=13470800Kgcm
+ Vì M=490300Kgcm Ê Mc =13470800Kgcm trục trung hoà đi qua cánh, việc tính toán được tiến hành như với tiết diện chữ nhật bc xh0
- Ta có: A = do bêtông 300# thép AIII: a0=0,58
A0 = a0( 1 – 0,5a0 ) =0.58(1-0.5x0.58)=0.412
+ Do A Ê A0 = 0,412 => tính =0.96
-Diện tích tiết diện ngang cốt chịu kéo: Fa =
Ta chọn 2f25 (Fa=9.8cm2)
`
Tính toán cốt thép ngang ( Cốt đai ):
- Tính các giá trị sau
+ K1 Rk bh0 =0.6x12x22x46=4491.96 kg
+ K0 Rn bh0 =0.35x170x22x46=34727(kg)
Ta thấy Qmax=11445Kg K1 Rk bh0 Ê Q Ê K0 Rn bh0
ịphải tính toán cốt đai.
- Lực cắt mà cốt đai chịu được phân bố trên 1 đơn vị chiều dài:
qđ =
- Chọn đường kính cốt đai, chọn số nhánh cốt đai ta có:
Fđ= n fđ =2x0.283=0.566
- Khoảng cách giữa các cốt đai được chọn lấy theo giá trị min trong 3 giá :
+ utt = (cm)
+ uct = h/3=45/3=15(cm)
+ umax =
Vậy ta chọnf8 a=150mm
Tính hàm lượng thép :mt=%=%=1,8%
Phần tử này là phần tử có giá trị mô men lớn nhất trong cả khung được chọn để tính điển hình ,
ở dầm này mt=2,5% đảm bảo điều kiện mmin ==%Ê mt Êmmax ==%
(Sách kết cấu bê tông cốt thép phần nhà cửa
Sau đây là phần tính toán cụ thể một phần tử (phần tử d14):
Ta chọn ra ba cặp nội lực ứng với ba mặt cắt tiết diện của một dầm từ trái qua phải:
+ Cặp 1: M-max=-4340Kgm ; Qtư=-4870Kg
+ Cặp 2:M+max=1851 Kgm :Qtư=-394 Kg
+ Cặp 3: M-max=-4340 Kgm ;Qtư=4870Kg
- Với mô men âm:
- Giả thuyết khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo tới mép chịu kéo: a=4cm khi tính cốt kép. h0 = h - a.=45-4=41cm
- Ta có: A = do bêtông 300# thép AIII: a0=0,58
A0 = a0( 1 – 0,5a0 ) =0.58(1-0.5x0.58)=0.412
+ Do A Ê A0 = 0,412 => tính =0.97 -Diện tích tiết diện ngang cốt chịu kéo: Fa =
Ta chọn 2f22+ 1f20 (Fa=5.09cm2)
- Với mô men dương:
- Tính theo tiết diện chữ T, cách nằm trong vùng nén, hc =12 cm.
- Giả thiết khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu lực tới mép chịu kéo a = 4 cm Khi đó chiều cao làm việc của tiết diện là : h0 = h - a.=45-4=41 cm
- Để tính bề rộng cách chữ T ta lấy giá trị c là min trong 3 giá trị sau:
+ 1/2 khoảng cách 2 mép dầm.=(330-22)x0.5=154cm
+ 1/6 ld. =1/6x450=75 cm
+ 9hC =9x12=108cm khi hC > 0,1 h
Ta chọn c1=75cmị bc=b+2c=22+2x83=175 cm
- Để phân biệt truờng hợp trục trung hoà qua cách hay qua sườn ta tính:
Mc = Rnbc hc ( h0-hc/2)=170x175x12(41-12/2)=12495000Kgcm
+ Vì M=185100Kgcm Ê Mc =12495000Kgcm trục trung hoà đi qua cánh, việc tính toán được tiến hành như với tiết diện chữ nhật bc xh0
- Ta có: A = do bêtông 300# thép AIII: a0=0,58
A0 = a0( 1 – 0,5a0 ) =0.58(1-0.5x0.58)=0.412
+ Do A Ê A0 = 0,412 => tính =0.99
-Diện tích tiết diện ngang cốt chịu kéo: Fa =
Ta chọn 2f22 (Fa=5.09cm2)
Tính toán cốt thép ngang ( Cốt đai ):
- Tính các giá trị sau
+ K1 Rk bh0 =0.6x12x22x46=4491.96 kg
+ K0 Rn bh0 =0.35x170x22x46=34727(kg)
Ta thấy Qmax=11445Kg K1 Rk bh0 Ê Q Ê K0 Rn bh0
ịphải tính toán cốt đai.
- Lực cắt mà cốt đai chịu được phân bố trên 1 đơn vị chiều dài:
qđ =
- Chọn đường kính cốt đai, chọn số nhánh cốt đai ta có:
Fđ= n fđ =2x0.283=0.566
- Khoảng cách giữa các cốt đai được chọn lấy theo giá trị min trong 3 giá :
+ utt = (cm)
+ uct = h/3=45/3=15(cm)
+ umax =
Vậy ta chọnf8 a=150mm
Tính hàm lượng thép :mt=%=%=1,8%
Chương 5
tính toán sàn tầng điển hình (tầng 6)
Sử dụng BT mác 300, có Rn=170 KG/cm2, Rk=12 KG/cm2.
Sử dụng thép AI có Rk=2300 KG/cm2.
5.1. Tính ô sàn O1:(tính ô sàn làm việc theo 2 phương).
Ô sàn O1 có kích thước là 3,9x5,5 m, chiều dày ô sàn chọn là 10 cm.
Lớp BT bảo vệ là 1,5 cm.
1/ Tính tải trọng bản thân của ô sàn.
* Tải trọng bản thân của sàn:
TT
Các lớp sàn
Dày
(m)
g
(kg/m3)
Gtc
(kg/m2)
n
Gtt
(kg/m2)
1
Gạch lát
0,01
2000
20
1,1
22
2
Vữa lót
0,02
1800
36
1,2
43,2
3
Bản BTCT
0,1
2500
250
1,1
275
4
Vữa trát
0,015
1800
27
1,3
35,1
ồ
333
375
Tổng tĩnh tải của các ô bản S1 là :
gtt= 375 (kg/m2)
2/ Hoạt tải tác dụng lên ô bản:
Ô sàn O1 thuộc loại phòng ngủ, theo TCVN 2737-1995 có:
Ptc=200 KG/m2.
Ptt=1,2.200=240 KG/cm2.
3/ Tính toán nội lực:
3.1) Sơ đồ tính toán:
Kích thước 3,9x5,5 m.
Khoảng cách nội giữa 2 mép dầm :
l01=3,9-0,22= 3,68m
l02=5,5-0,22= 5,28 m
Nhịp tính toán của ô bản xác định theo trường hợp gối tựa liên kết cứng.
3.2) Tải trọng tính toán.
- Tĩnh Tải : gtt= 375 Kg/m2
- Hoạt tải : P=240 Kg/m2
- Tổng tải trọng : Gb=gtt+Ptt=375+240=615 kg/m2
3.3) Nội lực:
Sơ đồ bản kê bốn canh
Dùng phương án bố trí thép đều trong mỗi phương
Cắt 2 dải bản theo 2 phương, mỗi dải bản rộng 1m .
Phương trình tính nội lực:
Lấy M1 làm ẩn số chính và quy định tỉ số :
; ; ; ;
Với r= l2/l1 = 1,4 .Tra bảng ta được :
q=0.6; A1=B1=0,78; A2=B2=1.
Giải ra được
M1=262,975(kg.m)
M2=157,77 (kg.m)
MA1=MB1= 205,106 (kg.m)
MA2=MB2= 262,957 (kg.m)
4) Tính cốt thép
- Kích thước tiết diện tính toán : bxh=100x100 cm
* Tính cốt thép chịu mômen dương
Chọn a0=2cm, h0=10-2=8cm
-Theo phương cạnh ngắn :
A = = = 0.037
γ =
Fa = = = 1,29 cm2
Chọn ỉ6a150 có Fa = 1.89 cm2
m % = = 0.23%
-Theo phương cạnh dài: Gỉa sử là ỉ6, ho=7.4cm
A = = = 0.026
γ = = 0.988
Fa = = = 0.86 cm2
Chọn ỉ6a150 có Fa = 1.41 cm2
m % = = 0.17%
+ Thép chịu mô men âm :
- Theo phương cạnh ngắn:
A = = = 0.029
γ = = 0.985
Fa == = 1.13 cm2
Chọn ỉ6a150 có Fa = 1.89 cm2
m % = = 0.23%
- Theo phương cạnh dài: Gỉa sử là ỉ6, ho=7.4cm
A = = = 0.043
γ = = 0.978
Fa = = = 1,54 cm2
Chọn ỉ6a150 có Fa = 1.41 cm2
m % = = 0,18%>mmin =0,1%.
Tính toán nội lực ô bản sàn S5( ô bản phòng vệ sinh):Tính theo sơ đồ đàn hồi
- l1 =3900 mm
- l2 =2100 mm
- Ta có l2/l1 =2100/3900=0.53 ≤ 2 → Bản chịu uốn theo 2
Sơ đồ bản kê bốn canh
Với l2/l1 = 0.53 tra bảng sổ tay thực hành kết cấu và nội suy ra ta được :
k1 = 0.1155
k2 = 0.0821
Thay váo ta được :
P1 = (g + p ) l1l2 = (375+240)1.82.1 = 2324 KG
P2 = (g + )l1l2 = (240 + )1.82.1 = 1616 KG
P3 = l1l2 = 1.82.1 = 708 kG
M1 = m2(P2 + P3) = 0.0556x(1616+708) = 129.21 kGm
M2 = m1(P2 + P3) =0.0095x(1616+708) = 22.07kGm
MB1 = k1P1= 0.1155x2324 = 268.42kGm
MA2= MB2= k2P1 = 0.0821x2324 =190.08 kGm
- Tính thép :
+ Với mô men dương :
- Theo phương cạnh ngắn
= 0.012
g = 0.5´[1+] = 0.5´[1+] = 0.99
Fa = = 0.574cm2;
Chọn ỉ6a150 có Fa = 1,89 cm2
m % = = 0.23%
-Theo phương cạnh dài :
A = = = 0.002
γ = 0.5[1+] = 0.5x(1 +) = 0.998
Fa == = 0,097cm2
Chọn ỉ6a150 có Fa = 1.41 cm2
m % = = 0.18%
+ Thép chịu mô men âm:
- Theo phương cạnh ngắn:
A = = = 0.026
γ = 0.5[1+] = 0.5x(1 +) = 0.989
Fa = = = 1.193 cm2
Chọn ỉ6a150 có Fa = 1,89 cm2
m % = = 0.23%
-Theo phương cạnh dài :
A = = = 0.017
γ = 0.5[1+] = 0.5x(1 +) = 0.99
Fa == = 0,99cm2
Chọn ỉ6a150 có Fa = 1.41 cm2
m % = = 0.18%
5.2. Tính ô sàn làm việc theo 1 phương.
*Công thức tính mômen:
M=.
Tải trọng tính toán.
- Tĩnh Tải : gtt= 375 Kg/m2
- Hoạt tải : P=240 Kg/m2
- Tổng tải trọng : qtt=gtt+Ptt=375+360=735 kg/m2
Kích thước 1.2x3.9 m.
Khoảng cách nội giữa 2 mép dầm :
l01=1,2-0,22= 0,98m
l02=3.9-0,22= 3,8 m
A = = = 0.0093
γ = 0.5[1+] = 0.5x(1 +) = 0.995
Fa = = = 0.0036 cm2
Chọn ỉ6a150 có Fa = 1,89 cm2
m % = = 0.23%
Khi tính sàn ta coi sàn như dầm đơn giản gối lên hai gối tựa là 2 dầm.
* Kết luận thép tầng :
- Với ô sàn làm việc theo 2 phương ta đặt 1luới thép theo 2 phương đều là f6a150.
- Với ô sàn làm việc theo 1 phương đặt 1lưới thép: theo phương cạnh ngắn là f6a150, theo phương còn lại là f6a150.
BảNG THốNG KÊ THéP SàN
Loại ô sàn
Loại Mi
M(tm)
h0(cm)
A
g
Fa(cm2)
m(%)
d(mm)
K/c a(mm)
Ô 5.5*3.9
1
M1
262.9
8
0.03711
0.9811
1.29
0.23
6
150
MI
205.1
8
0.02981
0.9589
1.13
0.23
6
150
MII
262.9
7.4
0.04325
0.9783
1.54
0.18
6
150
M2
157.7
7.4
0.02612
0.9848
0.86
0.17
6
150
Ô 4.5*3.9
2
M1
171.7
8
0.02942
0.9851
1.18
0.18
6
150
MI
263.9
8
0.04522
0.9769
1.83
0.27
6
150
MII
315.4
7.4
0.05405
0.9722
2.2
0.33
6
150
M2
158.4
7.4
0.01199
0.994
0.43
0.07
6
150
Ô 5.0*3.9
3
M1
389.7
8
0.06678
0.9654
2.74
0.41
6
150
MI
321.2
8
0.13424
0.9276
5.64
0.85
6
150
MII
344.2
7.4
0.10776
0.9429
4.46
0.68
6
150
M2
239.6
7.4
0.04953
0.9746
1.83
0.3
6
150
Ô 2.1*3.9
4
M1
257.8
8
0.04418
0.9774
1.79
0.27
6
150
MI
396.3
8
0.06998
0.9637
2.83
0.43
6
150
MII
473.7
7.4
0.08365
0.9563
3.41
0.52
6
150
M2
87.2
7.4
0.01803
0.9909
0.66
0.11
6
150
Ô 4.3*3.9
5
M1
119.8
8
0.02053
0.9896
0.82
0.12
6
150
MI
267.2
8
0.04579
0.9766
1.86
0.28
6
150
MII
244.7
7.4
0.04193
0.9786
1.7
0.25
6
150
M2
97.3
7.4
0.02011
0.9898
0.73
0.12
6
150
M1
145.8
8
0.03123
0.9912
0.55
0.09
6
150
Ô 4.2*3.9
6
MI
223.4
8
0.02154
0.9981
0.78
0.15
6
150
MII
241.7
7.4
0.11545
0.9824
0.69
0.18
6
150
M2
102.8
7.4
0.04512
0.9975
0.26
0.08
6
150
Bản kê 4 cạnh
Bản loại dầm
Ô 7: 3.9*1.2
M
66.15
8
0.0093
0.995
0.0036
0.23
6
150
Chương 6
tính toán cầu thang bộ
1. Thiết kế cầu thang
Số liệu tính toán
Bê tông mác 250 có Rn>110 Kg/cm2
Ru = 8,3 Kg/cm2
Thép dùng cho bản thang loại AI có Ra=2300 Kg/cm2
Ao = 0,412 ;=0,58
Cấu tạo cầu thang:
Cầu thang 3 vế có 2 chiếu nghỉ
Chiều cao tầng 3,3 m
Cao độ chiếu nghỉ thứ nhất +1,2m gồm 8 bậc
Cao độ chiếu nghỉ thứ 2 +2,1m gồm 6 bậc
Chiều cao mỗi bậc thang h==15cm
Bề rộng của cầu thang b=30cm
-Bản thang dày 10cm các bản thang coi như được gối lên các dầm thang (bản kê)
Các dầm coi như gối lên dầm khung và gối lên tường
Tính toán bản thang chiếu nghỉ
Bản thang gồm 2 loại:
Loại 1: Góc nghiêng cos ==0,868
Loại 2: Góc nghiêng cos ==0
Xác định tải trọng
Chọn chiều dày bản thang 10cm
*) Tải trọng tác dụng lên bản thang
Tải trọng bản thân: g1=.h.n=2500.0,1.1,1=275 (Kg/m2)
Tải trọng lởp trát bụng thang dày 1,5cm:
g2=.hv.n=2000.0,015.1,3=39(Kg/m2)
- Trọng lượng bậc gạch: g3
g3=.(bbx).n.m
m :số bậc thang trong 1m dài m= = 3,3 bậc
g3= 1800.(0,3. ).1,3.3,3=174 (Kg/m2)
-Trọng lượng lớp ganito láng mặt bậc: g4
g4=.Fg.m.n=2500.0,015.(0,3+0,15).112.3,3=22,6(Kg/m2)
Tính tải trọng g=g1+g2+g3+g4=510.6(Kg/m2)
Hoạt tải p=ptc.n=300.1,3=390(Kg/m2)
Tổng tải trọng tác dụng lên bản thang:
q=p+g=510.6+390=900.6 (Kg/m2)
Tải trọng q =900.6 (Kg/m2) chia thành hai phần song song và vuông góc với bản thang
Tải trọng tác dụng lên bản thang theo phương vuông góc
qb=q.cos =900,6. cos
*) Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ :Các lớp khác tương tự như trên (trừ bậc gạch )
tổng tĩnh tải: g= g1+g2+g4=275+39+22,6=336,6(Kg/m2)
hoạt tải : p=ptc.n=300.1,2=360 (Kg/m2)
tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ:
qc=336,6+360=696,6 (Kg/m2)
+ Tính bản thang
Bản thang và chiếu nghỉ được tính toán bền
Tiết diện bản thang, chiếu nghỉ: (l1.l2)=(1 và 2.l2)
l2=2,175 m
diện tích : (2,175x1,575)m2
==1,38095<2
Tính như bản loại làm việc theo hai phương
*) Tính bản thang 1
-Tải trọng tác dụng xuống bản:
qb= 900,6(Kg/m)
- Chiều dài tính toán theo 2 phương:
lt1= 1,5 +0,1=1,6m
lt2= (2,1 - 0.11+0.1)/0.868=2,4078m
===1,504
Từ ta tra bảng được mg1=0,048
kg1=0,0214
- Mô men dương giữa bản:
M1= mg1.lt1.lt2.q=0,048.1,6.2,4078.900,6=166,54(Kg.m)
M2= mg2.lt1.lt2.q=0,0225. 1,95.1,35.1040 =46,3(Kg.m)
A===0,024
=0,988
Fa===1,005cm2
Diện tích cốt thép quá nhỏ vì vậy ta đặt cốt thép cho bản thang này theo cấu tạo a150
*) Tính bản chiếu nghỉ :
-Tải trọng tác dụng xuống bản:
qb= 696,6(Kg/m)
- Chiều dài tính toán theo 2 phương:
lt1= 1,5 +0.1=1,6m
lt2=1,5 +0.1=1,6m
===1
Từ ta tra bảng được mg1=0,0365
mg2=0,0365
- Mô men dương giữa bản:
M1= mg1.lt1.lt2.q=0,0365.1,6.1,6.696,4=65,072(Kg.m)
A===0,00924
=0,995
Fa===0,389cm2
Diện tích cốt thép quá nhỏ vì vậy ta đặt cốt thép cho bản thang này theo cấu tạo a200
Chọn thép a200
Chọn a200 theo phương cạnh dài của chiếu nghỉ đặt a200
Chọn a200 làm cốt mũ
*) Tinh toán bản thang 2:(bản thang ngang)
tiết diện bản thang: (l1.l2)
l1=1,5m
l2==1,75m
==1,17 < 2
Tính bản thang 2 theo bản kê 4 cạnh:
- Tải trọng: q=900,6 (Kg/m2)
- Chiều dài tính toán theo 2 phương:
lt1= (1,5+0,1)/0,51 =3,14m
lt2= 1,5 +0,1=m
===1,9607
Từ ta tra bảng được mg1=0,0475
mg2=0,0118
Mô men dương giữa bản:
M1= mg1.lt1.lt2.q=0,0475.1,6.3,14.900,6=214,92(Kg.m)
M2= mg2.lt1.lt2.q=0,0118. 1,6.3,14.900,6=39,71(Kg.m)
A===0,0305=0,985
Fa===1,2987cm2
Vì rất nhỏ nên ta đặt thép theo cấu tạo cho cả mômen âm và dương: a200
Thép bản thang 2 a200
Thép bản thang 1 và chiếu nghỉ
Tính toán limon (cốn thang):
Cốn thang chọn b=15cm, h=30cm
Sơ đồ cốn thang là dầm đơn giản 2 đầu khớp chịu tải trọng phân bố đều từ bản thang, chiếu nghỉ và tay vịn truyền vào .Ta xác định tải trọng tác dụng lên các dầm thang theo phương pháp qui tải trọng phân bố đều
2.1Tính limon 1 (cốn thang2)
chiều dài tính toán: l=1,75m
Diện tích truyền tải từ bản thang và chiếu nghỉ truyền vào cốn thang:
Tải trọng tác dụng:
-Trọng lượng bản thân: (g1)
g1=.h.n=2500.0,15.1,1.0,3=123,75 (Kg/m2)
-Trọng lượng vữa trát cốn:( x=1,5cm) g2
g2=.hv.Fv=2000.1,2.0,01.(0,15.2+0,3)=14,4(Kg/m2)
-Trọng lượng tay vịn: g3= 1,1.0,15.600.1,2=118,8(Kg/m)
-Trọng lượng do bản thang truyền vào: g4
g4=pth =638,86(Kg)
Tải trọng phân bố đều trên cốn thang 2:
qv= q=123,75+14,4+118,8+638,86=895,81(Kg/m)
Sơ đồ tính:
M= q.==1104,041(Kg.m)
Qmax==895,81.=1406,42(kg)
c ) Tính toán cốt thép:Tính toán cốt dọc
A===0,09898=0,948
Fa===1,6589cm2 ==0,42537
Vì Fa quá nhỏ nên ta chọn cốt thép theo cấu tạo
Đặt 2 cho cốt chịu lực(Fa=6,28cm2)
2 cho cốt cấu tạo
-Tính cốt đai:Ta thấy Q=1406,42 Kg
Q1=k1.Rk.b.ho =0,6.8,3.15.32,5=2427,75(Kg)
Như vậy bê tông đã chịu đủ lực cắt ,ta đặt cốt đai theo cấu tạof6a200
Tải trọng tác dụng lên cốn thang nằm ngang :
qv= q=348,125+443,264=791,389(Kg/m)
M= q.==258,0121(Kg.m)
Qmax= =791,389.=639,046 (Kg )
Do mô men và lực cắt quá nhỏ vì vậy ta sẽ đặt cốt thép giống như đối với CT2
2.2 Tính limon 2 :(theo phương dọc)
Tải trọng phân bố trên li môn nghiêng:
qc=123,75+14,4+118,8+581,56=838,51(Kg/m )
Tải trọng phân bố trên phần dầm thẳng :
qb=123,75+14,4+384.125+450.3=972(Kg/m)
Tải trọng tập trung tại B:
PB =895,81x3,1/2+965,5x1,5/2=2112,66(Kg/m)
Tải trọng tập trung tại C:
Pc =895,81x3,1/2+965,5x1,5/4=1750,57 (Kg/m)
Từ các kết quả trên ta đổi lại cốn thang về dạng nằm ngang như vậy tải trọng lúc này cũng qui về như khi cốn đó làm việc nằm ngang lúc đó tải trọng trên cốn ngang trên đoạn AB là :
qcngang =q cnghiêng /cosa
qcngang =838,51/cosa=966,025
=0
Vc.2,1-2112,66.2,1-972.1,8.(1,8/2+2,1)-966,25.-1750,57.(2,1+1,8) =0
Vc=4780,178(Kg) VA=2290,43 (Kg)
-Cắt mặt cắt tại đoạn AB xét phần bên trái :
MB + qAB. -VA.z = 0
ị MB =- qAB.+ VA.z
Với z=0 ị MB =0
Với z=2,1 ị MB =2679,8225(Kgm)
-Cắt mặt cắt tại đoạn BC xét phần bên trái tính với mốc z=0 từ điểm C :
MB +qBC. +VC.z-1750,57.z = 0
ị MB = -qNC.+ VC.z+1750,57.z
Với z=0 ị MB =0
Với z=1,8 ị MB =3878,65 (Kgm)
- Tính thép chịu mô men dương đoạn CB:
Mmax=387865 (Kg.cm)
A===0,3477
=0,78 Fa===7,0835cm2
lấy 2 Fa=7,6 > 7,0835cm2
- Tính thép chịu mô men dương đoạn AB:
Mmax=2679,8225 (Kg.m)
A===0,24
=0,86
Fa===4,4388cm2
lấy 2 Fa=5,09 > 4,4388cm2
Tính cốt đai:Ta thấy QBC=4780,17-1750,57-972.1,8=1280Kg
QAB=4780,17-1750,57-972.1,8-2112,66=-832,66Kg
Q1=k1.Rk.b.ho =0,6.8,3.15.26=2427,75(Kg)
Như vậy bê tông đã chịu đủ lực cắt ,ta đặt cốt đai theo cấu tạof6a200
Chương 7
Tính toán móng cho công trình
I. Giải pháp móng :
Phương án móng nông: Móng nông chỉ phù hợp cho những công trình có tải trọng tính toán nhỏ, điều kiện địa chất tốt. Đối với Khu nhà ở cao tầng Linh Đàm, là công trình cao tầng tải trọng tính toán lớn nên không hợp lí.Phương án móng sâu: Có nhiều ưu điểm hơn móng nông, khối lượng đào đắp giảm, tiết kiệm vật liệu và tính kinh tế cao.
Móng sâu thường thiết kế là móng cọc.
Cọc đóng: Sức chịu tải của cọc lớn ,thời gian thi công nhanh ,đạt chiều sâu đóng cọc lớn ,chi phí thấp ,chủng loạimáy thi công đa dạng ,chiều dài cọc lớn vì vậy số mối nối cọc ít chất lượng cọc đảm bảo (Độ tin cậy cao ) . áp dụng rất hiệu quả với nơi có điều kiện là đất sét .Tuy nhiên biện pháp này cũng có nhiều nhược điểm :gây ồn ào ,gây ôi nhiễm môi trường ,gây trấn động đất xung quanh nơi thi công ,như vậy sẽ gây ảnh hưởng đến một số công trình lân cận .Biện pháp này không phù hợp với việc xây chen trong thành phố .Hiện nay việc thi công cọc đóng trên thành phố là bị cấm .Do vậy phương án này không được lựa chọn .
Cọc khoan nhồi: Sức chịu tải một cọc lớn, thi công không gây tiếng ồn, rung động trong điều kiện xây dựng trong thành phố.
Nhược điểm của cọc khoan nhồi là biện pháp thi công và công nghệ thi công phức tạp.Chất lượng cọc thi công tại công trường không đảm bảo. Giá thành thi công cao.
Cọc ép: Không gây ồn và gây chấn động cho các công trình lân cận, cọc được chế tạo hàng loạt tại nhà máy chất lượng cọc đảm bảo. Máy móc thiết bị thi công đơn giản. Rẻ tiền.Tuy nhiên nó vẫn tồn tại một số nhược điểm : Chiều dài cọc ép bị hạn chế vì vậy nếu chiều dài cọc lớn thì khó chọn máy ép có đủ lực ép ,còn nếu để chiều dài cọc ngắn thì khi thi công chất lượng cọc sẽ không đảm bảo do có quá nhiều môí nối
Như vậy từ các phân tích trên cùng với các điều kiện địa chất thuỷ văn và tải trọng của công trình ta lựa chọn phương án móng cọc ép .
II. Tính toán móng cọc ép :
Dự định đặt cọc sâu 1m vào lớp đất cát hạt trung
Chọn tiết diện cọc (25x25)
Chọn cốt thép dọc 4f18 , AII , Ra= 2800 (kg/ cm2 )
Bê tông mác 300, Rn= 170 (kg/ cm2 ); Rk = 12 (kg/ cm2 )
II.1Tính toán móng cộtB3:
Ta chọn ra ba cặp nội lực nguy hiểm nhất tại chân cột để tính :
Nmax=155,3 tấn ;Mtư= 9,56 tm ; Qmax= 3,96 tấn
1) Tính sức chịu tải của cọc :
a)Theo đất nền : Qtc =m(mR.qp.Ap +u.ồmf.fsi.li ) (1)
Trong đó :
- Hệ số điều kiện làm việc m=1 ; mf=1,0 ; mR =1,1
-Chọn cọc có tiết diện bc =0,25 m; hd= 0,25m
-Diện tích tiết diện cọc (phần mở rộng nhất ) Ap(m2)=0,0625
-Chu vi tiết diện cọc u(m)=1
-Cường độ đất nền dưới mũi cọc : qp(t/m2)
-Cường độ ma sát tiêu chuẩn của đất nền tại lớp thứ i fsi(t/m2) tại mặt xung quanh của cọc (Các hệ số lấy theo các bảng trong TCXD 205-1998)
Bảng tính sức chịu giới hạn của cọc
Lớp đất
Mô tả lớp đất
B
li(m)
litb(m)
fsi
Ap
Qtc(t)
1
Đất lấp
0.00
1.60
0.8
0.00
0.00
0.00
2
Sét dẻo mềm
0.70
2.40
2.8
0.46
0.00
1.10
3
Sét dẻo mềm yếu
0.65
2.00
5.0
1.16
0.00
3.42
4
Bùn sét hữu cơ
1.30
3.00
7.5
0.60
0.00
5.22
5
Sét dẻo mềm
0.60
3.00
10.5
2.00
0.00
11.22
6
Cát hạt trung
0.90
2.00
13.0
7.00
625.00
25.22
Chiều sâu mũi cọc là : 14,00m
Chọn mũi cọc đặt vào lớp đất thứ : 6
Chiều sâu đáy đài là : 2m
Chiều sâu cọc ngậm vào đài là : 0,15m
Chọn đường kính thép dọc của cọc là : 18mm
Chiều dài của thép neo vào đài là : 0,54m
Chiều dài của cọc yêu cầu là : 12,69m
Sức chịu tải của cọc theo nền đất (theo1) là : 65,00tấn
b)Theo vật liệu : Pc=kv.m.(Rn.F+mct.Rct.Fct) (2)
Trong đó :
Hệ số đồng nhất kv=0,85
Cường độ chịu nén của bê tông Rn=110 Kg/cm2
Hệ số điều kiện làm việc của cọc : m=0,8
Hệ số điều kiện làm việc của cốt thép : mct=1
Cường độ chịu kéo của cốt thép Rct=2800 Kg/cm2
Diện tích của cọc :F=625cm2
Diện tích cốt thép :Fct=10,179cm2
Như vậy sức chịu tải của cọc theo vật liệu theo (2) là :
Pc=kv.m.(Rn.F+mct.Rct.Fct)=0,85.0,8.(110.625+1.2800.10,179)
=66130,343(Kg)=66,13Tấn
Hệ số an toàn : Fs=1,8
Sức chịu tải của cọc là : Pct =
Với khoảng cách giữa các cọc là : 3d=3.0,25 =0,75 m
2) Tính toán đài cọc :
a) Cấu tạo đài cọc : Đài 3-B
+Xác định sơ bộ kích thước đài :
Lực dọc tính toán tại đỉnh đài :tấn
Mô men theo phương x: Qx =3,701 tấn ; Mx=9,07 tm
Khoảng cách tối thiểu giữa các cọc (d) : d=0,25 m
ứng suất trung bình dưới đế đài stb=64,2 t/m2
Chiều sâu đáy đài đã chọn : h=2m
Đáy đài có kích thước sơ bộ như sau :Fđ=
Trọng lượng đất trên đài (Qđ) :(tấn )
Lực dọc tính toán đến cốt đáy đài : Ntt=tấn
+Xác định số lượng cọc cho đài :
nc=1,2. cọc
Ta chọn số cọc n=12 cọc
Chiều sâu cọc ngàm trong đài h1=0,15m
Chiều dày bản bê tông ở trên đỉnh cọc (h2)xác định theo điều kiện chọc thủng
Chiều dài thép neo vào đài (³ 250 và Ê 30 d)
Chọn thép dọc của cọc là 18 mm ị ln =0,54 m
b) Xác định chiều cao làm việc của đài cọc :
+Cấu tạo đài :
Chiều rộng đáy đài thực tế Fđ=4,41m2
Lực dọc tính toán thực tế tại đáy đài :
N tt =217,683+1,1.2.4,41.2=237,09tấn
Chiều cao làm việc của đài cọc :
ho=0,75 m
Chiều cao của đài yêu cầu là :
hđ=0,8m
Khoảng cách từ trục chính của đài
đến hàng cọc khảo sát
*Theo phương trục x : x=0,75 m
*Theo phương trục y : y=0,75 m
+Kiểm tra chiều cao làm việc của đài cọc :
Tính chiều cao làm việc của đài cọc theo công thức sau :
ho³
P1 :là lực ép lõm tính toán , lấy bằng tổng phản lực của các cọc ngoài phạm vi đài cọc
P1=6x36,11=216,6667 (tấn )
Rk : Cường độ tính toán chịu của bê tông chịu kéo Rk=120 Kg/cm2
utb=2(bcc+x’ +acc+y’)=4,4 (m)
*bcc:chiều rộng của tiết diện cột bcc=0,3m
*acc:chiều dài của tiết diện cột acc=0,55m
*Khoảng cách từ mép cột đến trục cọc khảo sát :
+Theo phương trục x : x’=0,775m
+Theo phương trục y : y’=0,575m
ho³ (m)
Kết luận: Như vậy với chiều cao làm việc của đài như đã chọn đã thoả mãn điều kiện chọc thủng của đài .
+Kiểm tra sức chịu tải của cọc :
Khoảng cách từ tim cột đến trục của mỗi cọc :
*Theo phương trục x: x1= 0,75m với n=3 cọc
x2=0,75m với n=3cọc
*Theo phương trục y: y1=0,75 m với n=4 cọc
Tải trọng tác dụng lên cọc kiểm tra :
Ptt=
Từ các giữ liệu trên ta có kết quả : P max=22,78 tấn
P min=16,73tấn
Ta thấy Pmax=22,78 tấn Cọc đủ sức chịu tải
P min=16,73tấn >0 => Không cần kiểm tra sự chọc nhổ của cọc
Kết luận : Cọc chọn đã đạt yêu cầu
c) Tính thép dọc cho đài cọc :
Mô men uốn theo phương x:
M1=ồPi.xi=22,78. ((0,75-).3+(0,75-).3)=13,66778 (tm)
Mô men uốn theo phương y:
M2=ồPi.yi=22,78. (0,75-).4=52,3930 (tm)
Tính thép theo công thức :
Fct ; Với Rct=2800 (Kg/cm2)
Từ các mô men đã tính ở trên ta tính ra cốt thép theo các phương như sau :
F1= ịTa chọn f18a120 Fa=20.7,8 cm2
F1= ịTa chọn f14a100 Fa=33,87 cm2
Ta đặt cốt thép đài móng như sau:
d) Kiểm tra móng theo điều kiện biến dạng :
+Kiểm tra theo cường độ dưới đáy móng qui ước :
Tính góc ma sát trong trung bình dưới đáy đài : jtb=
Lớp đất thứ
1
2
3
4
5
6
jtb
a=ftb/4
Chiều dày (li)
1.6
2.4
2
3
3
2
Góc ma sát
32
10
11
7
10
35
13.47
3.37
D.tr thiên nhiên
1.86
1.8
1.7
1.86
1.89
1.8
Các kích thước đáy móng qui ước :
Chiều dài cọc đóng trong đất : l=ồli=12 tga=0,059
Bề rộng móng qui ước : am=a1+2ltga
*a1 :là khoảng cách giữa các mép biên của hàng cọc ngoài theo phương y
a1=1,8m
am=3,212m
Bề dài móng qui ước bm=b1+2ltga
*b1 :là khoảng cách giữa các mép biên của hàng cọc ngoài theo phương x
b1=2,9m
bm=4,262m
Diện tích đáy móng khối qui ước : Fqư = 13,689(m2)
Trọng lượng đài móng qui ước (từ đáy đài trở lên ) N1 =54,757 tấn
Trọng lượng móng khối qui ước (từ đáy đài đến mũi cọc -không có cọc )
N2= (Fqư -nc.Fc).ồgwi li =210,6 (Tấn )
Trọng lượng của cọc BTCT N3=1,1.12.0,625.12.2,5=24,75(Tấn)
Trọng lượng khối móng qui ước : Nqư = N1+N2+N3=290,10(Tấn)
Lực dọc tiêu chuẩn tại đáy móng khối qui ước : Ntc===481,91(tấn)
Mômen tiêu chuẩn tại đáy móng qui ước:Mtc==42,02(tm)
Độ lệch tâm của nội lực eo=0,085 m
áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng qui ước : P(max,min)=
Từ các giữ liệu trên ta có các kết quả sau: Pmax=40,9381t/m2
Pmin=29,4689 t/m2
Các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất dưới đáy móng qui ước :
j=35° ;g=1,89 (Kg/cm2) ; cct =1(Kg/cm2)
Các hệ số tra bảng : A=1,677 ; B=7,7 ; D=9,582
Chiều sâu của đáy móng qui ước :
Cường độ tiêu chuẩn của đất nền dưới đáy móng qui ước :
Kết luận : Pmax< 1,2 .Rtc Đạt yêu cầu
Pmin < Rtc Đạt yêu cầu
Như vậy lớp đất dưới đáy móng qui ước đủ khả năng chịu lực
+ Kiểm tra độ lún của đáy móng khối qui ước :
ứng suất thường xuyên của các lớp đất dưới đáy móng khối qui ước :
s tb =ồgi.li =21,496 (t/m2)
ứng suất trung bình dưới đáy móng khối qui ước : Ptb = 35,36 (t/m2)
ứng suất gây lún tại vị trí đáy móng qui ước là : dzo= Ptb-s tb
ứng suất gây lún tại độ sâu z là : dzl=dzo .Ko (Ko : Hệ số tra bảng )
Bảng tính lún : Ta tính lún bằng phương pháp cộng lún từng lớp
bm/am=1,327 ; Himax=128,497cm
C/sâu Z
g i
Hi
2 Z/am
Ko
dZi
dtbi
Eoi
Si
(m)
( kg/cm3)
(cm)
(Kg/cm2)
(Kg/cm2)
(Kg/cm2)
(Cm)
0.00
0.0020
0.00
1.00
1.341
2.80
0
0.80
0.0019
80
0.50
0.95
1.271
2.95
300
0.279
1.60
0.0019
80
1.00
0.76
1.018
3.10
300
0.244
2.40
0.0019
80
1.49
0.56
0.747
3.26
300
0.188
3.20
0.0019
80
1.99
0.40
0.542
3.41
300
0.137
4.00
0.0019
80
2.49
0.30
0.4
3.56
300
0.100
4.80
0.0019
80
2.99
0.23
0.303
3.71
300
0.075
5.60
0.0019
80
3.49
0.18
0.235
3.86
300
0.057
Độ lún tổng cộng S =
1.08
Cm
dZi =
0.235
<
1% dtbi =
0.386
Đạt yêu cầu
Ta thấy ở đây độ lún tổng cộng là S=1, 08cm nhỏ hơn độ lún cho phép đối với nhà cao tầng là 8cm . Như vậy là đã đảm bảo về biến dạng của công trình
+Kiểm tra cường độ của cọc khi vận chuyển và khi treo lên giá búa :
Cọc dài 12,69m được chia ra làm hai đoạn : l1=6 m ; l2=6,69 m (tính toán với cọc l2)
Ta phải tính toán hai trường hợp : Sơ đồ vận chuyển và sơ đồ treo cọc lên giá búa
* Với trường hợp cẩu cọc :
Vị trí móc cẩu trên mỗi đoạn cách đầu cọc một khoảng e=0,207.l=0,207.669=138,483 (cm)
*Với trường hợp cọc treo lên giá búa :
Vị trí móc treo cách đầu trên : e= 0,294.l= 0,294.669 =196,686 (cm)
q :trọng lượng phân bố (t/m) của cọc
q=
ịM1= 0,043.0,172.(6,69)2= 0,331(tm)
M2=0,086.0,172. (6,69)2=0,6666(tm)
Bê tông cọc #250 Rn= 110(Kg/cm2)
Cốt thép f18 AII Ra=2800(Kg/cm2)
ịao=0,58 ; Ao= 0,412
Chọn lớp bảo vệ a=2(cm)
ịho=h-a=25-3=22(cm)
Ta có : A=
Tra bảng : g=0,9774
Như vậy diện tích cốt thép yêu cầu:
Fa=
Ta chọn Fa=6,16 (cm2) > Fa yêu cầu vậy cọc thiết kế đã đảm bảo các yêu cầu về cẩu móc .
II.1Tính toán móng cột E3:
Ta chọn ra cặp nội lực nguy hiểm nhất tại chân cột để tính :
Cặp : Nmax=152,341 tấn ; Mtư= 4,27 tm ; Qmax= 11,25 tấn
Ta tính toán cụ thể với cặp nội lực thứ 2 (Mmax;Ntư ) sau đó ta kiểm tra lại với hai cặp nội lực còn lại
1) Tính sức chịu tải của cọc :
a)Theo đất nền : Qtc =m(mR.qp.Ap +u.ồmf.fsi.li ) (1)
Trong đó :
- Hệ số điều kiện làm việc m=1 ; mf=1,0 ; mR =1,1
- Chọn cọc có tiết diện bc =0,25 m; hd= 0,25m
-Diện tích tiết diện cọc (phần mở rộng nhất ) Ap(m2)=0,0625
-Chu vi tiết diện cọc u(m)=1
-Cường độ đất nền dưới mũi cọc : qp(t/m2)
-Cường độ ma sát tiêu chuẩn của đất nền tại lớp thứ i fsi(t/m2) tại mặt xung quanh của cọc (Các hệ số lấy theo các bảng trong TCXD 205-1998)
Bảng tính sức chịu giới hạn của cọc
Lớp đất
Mô tả lớp đất
B
li(m)
litb(m)
fsi
Ap
Qtc(t)
1
Đất lấp
0.00
1.60
0.8
0.00
0.00
0.00
2
Sét dẻo mềm
0.70
2.40
2.8
0.46
0.00
1.10
3
Sét dẻo mềm yếu
0.65
2.00
5.0
1.16
0.00
3.42
4
Bùn sét hữu cơ
1.30
3.00
7.5
0.60
0.00
5.22
5
Sét dẻo mềm
0.60
3.00
10.5
2.00
0.00
11.22
6
Cát hạt trung
0.90
2.00
13.0
7.00
625.00
25.22
Chiều sâu mũi cọc là : 14,00m
Chọn mũi cọc đặt vào lớp đất thứ : 6
Chiều sâu đáy đài là : 2m
Chiều sâu cọc ngậm vào đài là : 0,15m
Chọn đường kính thép dọc của cọc là : 18mm
Chiều dài của thép neo vào đài là : 0,54m
Chiều dài của cọc yêu cầu là : 12,69m
Sức chịu tải của cọc theo nền đất (theo1) là : 65,00tấn
b)Theo vật liệu : Pc=kv.m.(Rn.F+mct.Rct.Fct) (2)
Trong đó :
Hệ số đồng nhất kv=0,85
Cường độ chịu nén của bê tông Rn=170 Kg/cm2
Hệ số điều kiện làm việc của cọc : m=0,8
Hệ số điều kiện làm việc của cốt thép : mct=1
Cường độ chịu kéo của cốt thép Rct=2800 Kg/cm2
Diện tích của cọc :F=625cm2
Diện tích cốt thép :Fct=10,179cm2
Như vậy sức chịu tải của cọc theo vật liệu theo (2) là :
Pc=kv.m.(Rn.F+mct.Rct.Fct)=0,85.0,8.(110.625+1.2800.10,179)
=66130,34(Kg)=66,13 Tấn
Hệ số an toàn : Fs=1,5
Sức chịu tải của cọc là : Pct =
Với khoảng cách giữa các cọc là : 3d=3.0,25 =0,75 m
2) Tính toán đài cọc :
a) Cấu tạo đài cọc : Đài E-3
+Xác định sơ bộ kích thước đài :
Lực dọc tính toán tại đỉnh đài :tấn
Mô men theo phương x: Qx =4,27 tấn ; Mx=11,25 tm
Khoảng cách tối thiểu giữa các cọc (d) : d=0,25 m
ứng suất trung bình dưới đế đài stb=77,01t/m2
Chiều sâu đáy đài đã chọn : h=2
Đáy đài có kích thước sơ bộ như sau :Fđ=
Trọng lượng đất trên đài (Qđ) :(tấn )
Lực dọc tính toán đến cốt đáy đài : Ntt=tấn
+Xác định số lượng cọc cho đài :
nc=1,2. cọc
Ta chọn số cọc n=6cọc
Chiều sâu cọc ngàm trong đài h1=0,15m
Chiều dày bản bê tông ở trên đỉnh cọc (h2)xác định theo điều kiện chọc thủng
Chiều dài thép neo vào đài (³ 250 và Ê 30 d)
Chọn thép dọc của cọc là 18 mm ị ln =0,54 m
b) Xác định chiều cao làm việc của đài cọc :
+Cấu tạo đài :
Chiều rộng đáy đài thực tế Fđ=2,835m2
Lực dọc tính toán thực tế tại đáy đài :
N tt =164,82tấn
Chiều cao làm việc của đài cọc :
ho=0,75 m
Chiều cao của đài yêu cầu là :
hđ=0,8m
Khoảng cách từ trục chính của đài
đến hàng cọc khảo sát
*Theo phương trục x : x=0,75 m
*Theo phương trục y : y=0,375 m
+Kiểm tra chiều cao làm việc của đài cọc :
Tính chiều cao làm việc của đài cọc theo công thức sau :
ho³
P1 :là lực ép lõm tính toán , lấy bằng tổng phản lực của các cọc ngoài phạm vi đài cọc
P1=0.43.33=0 (tấn )
Rk : Cường độ tính toán chịu của bê tông chịu kéo Rk=83 Kg/cm2
utb=2(bcc+x’ +acc+y’)=3,75 (m)
*bcc:chiều rộng của tiết diện cột bcc=0,35m
*acc:chiều dài của tiết diện cột acc=0,55m
*Khoảng cách từ mép cột đến trục cọc khảo sát :
+Theo phương trục x : x’=0,775m
+Theo phương trục y : y’=0,2m
ho³
Kết luận: Như vậy với chiều cao làm việc của đài như
đãchọn đã thoả mãn điều kiện chọc thủng của đài .
+Kiểm tra sức chịu tải của cọc :
Khoảng cách từ tim cột đến trục của mỗi cọc :
*Theo phương trục x: x1= 0,75m với n=2cọc
*Theo phương trục y: y1=0,375 m với n=3 cọc
Tải trọng tác dụng lên cọc kiểm tra :
Ptt=
Từ các giữ liệu trên ta có kết quả : P max=37,47tấn
P min=17,47tấn
Ta thấy Pmax=37,47tấn Cọc đủ sức chịu tải
P min=17,47tấn >0 => Không cần kiểm tra sự chọc nhổ của cọc
Kết luận : Cọc chọn đã đạt yêu cầu
c) Tính thép dọc cho đài cọc :
Mô men uốn theo phương x:
M1=ồPi.xi=37,47. (0,75-).2=35,5948 (tm)
Mô men uốn theo phương y:
M2=ồPi.yi=37,47. (0,375-).3=22,480967 (tm)
Tính thép theo công thức :
Fct ; Với Rct=2800 (Kg/cm2)
Từ các mô men đã tính ở trên ta tính ra cốt thép theo các phương như sau :
F1= ịTa chọn f18a100 Fa=25,45 cm2
F1= ịTa chọn f14a100 Fa=15,39 cm2
Ta đặt cốt thép đài móng như sau:
d) Kiểm tra móng theo điều kiện biến dạng :
+Kiểm tra theo cường độ dưới đáy móng qui ước :
Tính góc ma sát trong trung bình dưới đáy đài : jtb=
Lớp đất thứ
1
2
3
4
5
6
jtb
a=ftb/4
Chiều dày (li)
1.6
2.4
2
3
3
2
Góc ma sát
32
10
11
7
10
35
15.59
3.90
D.tr thiên nhiên
1.86
1.8
1.7
1.86
1.89
1.8
Các kích thước đáy móng qui ước :
Chiều dài cọc đóng trong đất : l=ồli=14 m
tga=0,077
Bề rộng móng qui ước : am=a1+2ltga
*a1 :là khoảng cách giữa các mép biên của hàng cọc ngoài theo phương y
a1=1,1m
am=3,024m
Bề dài móng qui ước bm=b1+2ltga
*b1 :là khoảng cách giữa các mép biên của hàng cọc ngoài theo phương x
b1=2,1m
bm=4,254m
Diện tích đáy móng khối qui ước : Fqư = 13,63(m2)
Trọng lượng đài móng qui ước (từ đáy đài trở lên ) N1 =54,522 tấn
Trọng lượng móng khối qui ước (từ đáy đài đến mũi cọc -không có cọc )
N2= (Fqư -nc.Fc).ồgwi li =215,75(Tấn )
Trọng lượng của cọc BTCT N3=1,1.0,625.14.2,500=14,438 (Tấn)
Trọng lượng khối móng qui ước :
Nqư = N1+N2+N3=54,522+215,75+14,438=284,7(Tấn)
Lực dọc tiêu chuẩn tại đáy móng khối qui ước : Ntc===411,66(tấn)
Mômen tiêu chuẩn tại đáy móng qui ước:Mtc==62,04(tm)
Độ lệch tâm của nội lực eo=0,151 m
áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng qui ước : P(max,min)=
Từ các giữ liệu trên ta có các kết quả sau: Pmax=38,7242t/m2
Pmin=21,6782t/m2
Các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất dưới đáy móng qui ước :
j=35° ;g=1,89 (Kg/cm2) ; cct =1(Kg/cm2)
Các hệ số tra bảng : A=1,677 ; B=7,7 ; D=9,582
Chiều sâu của đáy móng qui ước :
Cường độ tiêu chuẩn của đất nền dưới đáy móng qui ước :
Kết luận : Pmax< 1,2 .Rtc Đạt yêu cầu
Pmin < Rtc Đạt yêu cầu
Như vậy lớp đất dưới đáy móng qui ước đủ khả năng chịu lực
+ Kiểm tra độ lún của đáy móng khối qui ước :
ứng suất thường xuyên của các lớp đất dưới đáy móng khối qui ước :
s tb =ồgi.li =21,946 (t/m2)
ứng suất trung bình dưới đáy móng khối qui ước : Ptb = 35,36 (t/m2)
ứng suất gây lún tại vị trí đáy móng qui ước là : dzo= Ptb-s tb =13,414 (t/m2)
ứng suất gây lún tại độ sâu z là : dzl=dzo .Ko (Ko : Hệ số tra bảng )
Bảng tính lún : Ta tính lún bằng phương pháp cộng lún từng lớp
C/sâu Z
g i
Hi
2 Z/am
Ko
dZi
dtbi
Eoi
Si
(m)
( kg/cm3)
(cm)
(Kg/cm2)
(Kg/cm2)
(Kg/cm2)
(Cm)
0.00
0.0020
0.00
1.00
1.341
3.20
0
0.80
0.0019
80
0.50
0.95
1.271
3.35
300
0.279
1.60
0.0019
80
1.00
0.76
1.017
3.50
300
0.244
2.40
0.0019
80
1.50
0.56
0.745
3.66
300
0.188
3.20
0.0019
80
2.00
0.40
0.54
3.81
300
0.137
4.00
0.0019
80
2.50
0.30
0.398
3.96
300
0.100
4.80
0.0019
80
3.00
0.22
0.302
4.11
300
0.075
Độ lún tổng cộng S =
1.02
Cm
dzl =0,302 < 1% dtbi=0,396 Đạt yêu cầu
Ta thấy ở đây độ lún tổng cộng là S=1,02 cm nhỏ hơn độ lún cho phép đối với nhà cao tầng là 8cm . Như vậy là đã đảm bảo về biến dạng của công trình
+Kiểm tra cường độ của cọc khi vận chuyển và khi treo lên giá búa :
Cọc dài 12,69m được chia ra làm hai đoạn : l1=6 m ; l2=6,69 m (tính toán với cọc l2)
Ta phải tính toán hai trường hợp : Sơ đồ vận chuyển và sơ đồ treo cọc lên giá búa
* Với trường hợp cẩu cọc :
Vị trí móc cẩu trên mỗi đoạn cách đầu cọc một khoảng e=0,207.l=0,207.669=138,483 (cm)
*Với trường hợp cọc treo lên giá búa :
Vị trí móc treo cách đầu trên : e= 0,294.l= 0,294.669 =196,686 (cm)
q :trọng lượng phân bố (t/m) của cọc
q=
ịM1= 0,043.0,172.(6,69)2= 0,331(tm)
M2=0,086.0,172. (6,69)2=0,6666(tm)
Bê tông cọc #250 Rn= 110(Kg/cm2)
Cốt thép f18 AII Ra=2800(Kg/cm2)
ịao=0,58 ; Ao= 0,412
Chọn lớp bảo vệ a=2(cm)
ịho=h-a=25-3=22(cm)
Ta có : A=
Tra bảng : g=0,9774
Như vậy diện tích cốt thép yêu cầu:
Fa=
Ta chọn Fa=6,16 (cm2) > Fa yêu cầu vậy cọc thiết kế đã đảm bảo các yêu cầu về cẩu móc