Luận văn Thuyết minh công trình trụ sở công ty xây dựng Đà Nẵng

OẢ! Mxmax 50 50 349000 15708 41764 32413.6 9.28756 9.288 30.288 LTRB! 68.946 1.05 THOẢ! Mymax 50 50 301620 20585 28734 32078.6 10.6354 10.64 31.635 LTRB! 56.246 1.05 THOẢ! exmax 50 50 275050 9237 35008 24922.69 9.06115 9.061 30.061 LTRB! 26.73 1.05 THOẢ! Nmax 60 60 563830 19253 46442 37829.8 6.70943 6.709 32.709 LTRB! 82.322 0.72 THOẢ! Mxmax 60 60 422890 23664 62616 49906.81 11.8014 11.8 37.801 LTRB! 62.436 0.72 THOẢ! Mymax 60 60 332530 22521 41933 45300.18 13.6229 13.62 39.623 LTRB! 29.601 0.72 THOẢ! exmax 60 60 178820 18356 26885 38637.19 21.6067 21.61 47.607 LTL! 9.4248 0.72 THOẢ! hầm 1,2 tầng 1,2 16f25 78.544 3-5 16f25 78.544 6-8 12f22 45.612 9-11 12f16 24.092 110 77 6.5.4. Tính tốn cốt đai - Cốt thép ngang của cột khi dùng khung cốt buộc là những thanh cốt đai khép kín và những thanh neo được uốn mĩc chuẩn ở hai đầu. Cốt thép ngang trong cột cĩ nhiệm vụ liên kết với các thép dọc thành khung chắc chắn, giữ đúng vị trí cốt thép khi thi cơng, giữ ổn định cho cốt thép dọc chịu nén. Khi chịu nén, cốt thép dọc cĩ thể bị cong, phá vỡ lớp bê tơng bảo vệ và bị bật ra khỏi bê tơng. Cốt đai giữ cho cốt dọc khơng bị cong và bậc ra ngồi, lúc này cốt thép đai chịu kéo và nếu nĩ khơng được neo chắc chắn thì cĩ thể bị bung ra hoặc cốt đai quá bé thì cĩ thể bị kéo đứt. Cốt đai cũng cĩ tác dụng chịu lực cắt. Chỉ tính cốt đai khi cấu kiện phải chịu lực cắt khá lớn, thơng thường thì cốt đai đặt theo cấu tạo. - Dựa vào kết quả từ bảng tính, ta thấy cột đã đủ khả năng chịu lực cắt nên khơng cần tính cốt thép đai mà chỉ bố trí theo cấu tạo. Các yêu cầu cấu tạo của cốt thép đai sử dụng cho cột theo [2]. - Đường kính cốt thép đai trong khung thép buộc cần lấy khơng nhỏ hơn 0.25 đường kính thanh cốt thép dọc lớn nhất và khơng nhỏ hơn 5mm. - Khoảng cách giữa các cốt thép đai khơng lớn hơn 400mm và 15 lần đường kính cốt thép dọc nhỏ nhất. - Trong đoạn nối buộc cốt thép dọc, khoảng cách cốt đai khơng được vượt quá 10 lần đường kính bé nhất của cốt dọc chịu nén. - Để giữ ổn định, tốt nhất là cốt dọc được nằm ở gĩc của cốt đai. Tiêu chuẩn thiết kế yêu cầu cứ cách một cốt dọc phải cĩ một cốt dọc nằm ở gĩc cốt đai. - Từ các yêu cầu trên ta chọn cốt đai để bố trí cho cột như sau:  Chọn đai 6. max 5 28 7 4 4 mm               Bước cốt đai         3002015min15 440 s mms chọn a 300 bố trí cho cột.  Bước cốt đai tại vị trí nối cốt thép dọc: chọn a100  mmu 200201010 min   . 78 6.6TÍNH TỐN CỐT THÉP CHO DẦM KHUNG TRỤC 2 6.6.1. Chọn nội lực để tính tốn cốt thép cho dầm khung trục 2 - Để tính tốn và bố trí cốt thép cho dầm ta dung biểu đồ bao nội lực, ta chọn giá trị nội lực lớn nhất ứng với vùng chịu momen âm để tính cốt thép gối và momen dương để tính cốt thép ở giữa nhịp. 6.6.2. Tính cốt thép dọc cho dầm khung trục B - Dầm được tính tốn như cấu kiện chịu uốn - Lựa chọn vật liệu như bảng 6.8 a) Giữa nhịp - Phần tiết diện chịu momen dương (giữa nhịp), cĩ cánh nằm trong vùng nén tính theo tiết diện chữ T. - Bề rộng cánh được xác định như sau: ff sbb 2 (6.1) Trong đĩ: b – bề rộng dầm tính tốn; sf – phần nhơ ra của cánh, lấy khơng vượt qua giá trị bé nhất trong các giá trị 1/6 nhịp dầm và 1/2 khoảng cách giữa các dầm dọc. - Xác định vị trí trục tung hồ bằng cách xác định Mf: )5.0( foffbf hhhbRM  (6.2) - Nếu M  Mf thì trục trung hồ đi qua cánh  tính tốn với tiết diện chữ nhật lớn bf x hf. - Nếu M > Mf thì trục trung hồ đi qua sườn  tính tốn với tiết diện chữ T Trong đĩ: Rb – cường độ tính tốn của bê tơng khi chịu nén; hf – bề dày của cánh; h – chiều cao tiết diện; ho – chiều cao làm việc của tiết diện; ho= h-a b) Gần gối tựa - Phần tiết diện chịu momen âm (gần gối tựa), cĩ cánh nằm trong vùng chịu kéo, tính theo tiết diện chữ nhật b x h. c) Trình tự tính tốn cốt thép theo tiết diện chữ nhật - Diện tích cốt thép được tính bằng cơng thức sau: 79 s ob s R bhRA  Trong đĩ: Rm   .211 2 ob m bhR M  d) Trình tự tính tốn cốt thép theo tiết diện T 2 ) 2 ()( ob f ffb m bhR h hohbbRM   Rm   .211 ohx . - Diện tích cốt thép được tính bằng cơng thức sau: s ffbb s R hbbRbxR A )(   - Kiểm tra hàm lượng cốt thép maxmin   s 80 Hình 6.2: Biểu đồ bao momen khung trục 2 81 Hình 6.3: Biểu đồ bao lực cắt khung trục 2 82 Bảng 6.17: Tính tốn cốt thép nhịp cho dầm B61(2AB) Tầng M (daNm) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) sf (cm) bf (cm) hf (cm) Mf (daNcm) Nhận xét tiết diện tính thép am x As (cm2) Thép chọn Aschon (cm2) m Kiểm tra mminmmmax 9-11 6529 25 50 5 45 80 185 12 11255400 Chữ nhật lớn 0.0134 0.0135 5.21695 316 6.033 0.0725 THOẢ! 6-8 6761 25 50 5 45 80 185 12 11255400 Chữ nhật lớn 0.0139 0.014 5.40365 316 6.033 0.0725 THOẢ! 3-5 6873 25 50 5 45 80 185 12 11255400 Chữ nhật lớn 0.0141 0.0142 5.49381 316 6.033 0.0725 THOẢ! hầm &1,2 6864 25 50 5 45 80 185 12 11255400 Chữ nhật lớn 0.0141 0.0142 5.48656 316 6.033 0.0725 THOẢ! Bảng 6.18: Tính tốn cốt thép nhịp cho dầm B43(2BC) Tầng M (daNm) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) sf (cm) bf (cm) hf (cm) Mf (daNcm) Nhận xét tiết diện tính thép am x As (cm2) Thép chọn Aschon (cm2) m Kiểm tra mminmmmax 9-11 9272 25 50 5 45 80 185 12 11255400 Chữ nhật lớn 0.019 0.0192 7.43015 318 7.635 0.0917 THOẢ! 6-8 9226 25 50 5 45 80 185 12 11255400 Chữ nhật lớn 0.0189 0.0191 7.39292 318 7.635 0.0917 THOẢ! 3-5 9178 25 50 5 45 80 185 12 11255400 Chữ nhật lớn 0.0188 0.019 7.35409 318 7.635 0.0917 THOẢ! hầm &1,2 9141 25 50 5 45 80 185 12 11255400 Chữ nhật lớn 0.0188 0.0189 7.32415 318 7.635 0.0917 THOẢ! 83 Bảng 6.19: Tính tốn cốt thép nhịp cho dầm B26(2CD) Tầng M (daNm) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) sf (cm) bf (cm) hf (cm) Mf (daNcm) Nhận xét tiết diện tính thép am x As (cm2) Thép chọn Aschon (cm2) m Kiểm tra mminmmmax 9-11 6460 25 50 5 45 80 185 12 11255400 Chữ nhật lớn 0.0133 0.0134 5.16145 316 6.033 0.0725 THOẢ! 6-8 6429 25 50 5 45 80 185 12 11255400 Chữ nhật lớn 0.0132 0.0133 5.13651 316 6.033 0.0725 THOẢ! 3-5 6414 25 50 5 45 80 185 12 11255400 Chữ nhật lớn 0.0132 0.0133 5.12445 316 6.033 0.0725 THOẢ! hầm &1,2 6498 25 50 5 45 80 185 12 11255400 Chữ nhật lớn 0.0133 0.0134 5.19201 316 6.033 0.0725 THOẢ! Bảng 6.20: Tính tốn cốt thép gối cho dầm B61(2AB) Tầng Tiết diện M (daNm) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) am x As (cm2) Thép chọn Aschon (cm2) m Kiểm tra mminmm max Trái 13358 25 50 5 45 0.203 0.229 11.97411 420 12.568 1.117 THOẢ! Phải 15883 25 50 5 45 0.241 0.281 14.66399 422 15.204 1.351 THOẢ! Trái 18543 25 50 5 45 0.282 0.339 17.72373 424 18.096 1.609 THOẢ! Phải 20664 25 50 5 45 0.314 0.390 20.37335 426 21.236 1.888 THOẢ! Trái 22750 25 50 5 45 0.346 0.444 23.21429 428 24.632 2.190 THOẢ! Phải 24080 25 50 5 45 0.366 0.482 25.18093 428 24.632 2.190 THOẢ! Trái 23507 25 50 5 45 0.357 0.466 24.31665 428 24.632 2.190 THOẢ! Phải 24593 25 50 5 45 0.374 0.497 25.97883 428 24.632 2.190 THOẢ! 9-11 6-8 3-5 hầm,1-2 84 Bảng 6.20: Tính tốn cốt thép gối cho dầm B43(2BC) Tầng Tiết diện M (daNm) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) am x As (cm2) Thép chọn Aschon (cm2) m Kiểm tra mminmm max Trái 21063 25 50 5 45 0.320 0.400 20.89683 428 21.236 1.888 THOẢ! Phải 17349 25 50 5 45 0.264 0.312 16.31804 424 18.096 1.609 THOẢ! Trái 25047 25 50 5 45 0.381 0.511 26.70576 430 28.276 2.513 THOẢ! Phải 21841 25 50 5 45 0.332 0.420 21.94354 426 21.236 1.888 THOẢ! Trái 27624 25 50 5 45 0.420 0.599 31.30509 432 32.172 2.860 THOẢ! Phải 25422 25 50 5 45 0.386 0.523 27.3222 430 28.276 2.513 THOẢ! Trái 27949 25 50 5 45 0.425 0.612 31.95909 432 32.172 2.860 THOẢ! Phải 26195 25 50 5 45 0.398 0.548 28.64364 430 28.276 2.513 THOẢ! 9-11/ 6-8 3-5 hầm,1-2 Bảng 6.19: Tính tốn cốt thép gối cho dầm B26(2CD) Tầng Tiết diện M (daNm) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) am x As (cm2) Thép chọn Aschon (cm2) m Kiểm tra mminmm max Trái 20183 25 50 5 45 0.307 0.378 19.75351 425 19.636 1.745 THOẢ! Phải 9859 25 50 5 45 0.150 0.163 8.519385 418 10.18 0.905 THOẢ! Trái 24462 25 50 5 45 0.372 0.493 25.77279 428 24.632 2.190 THOẢ! Phải 15565 25 50 5 45 0.237 0.274 14.31472 422 15.204 1.351 THOẢ! Trái 26849 25 50 5 45 0.408 0.571 29.82242 430 28.276 2.513 THOẢ! Phải 20844 25 50 5 45 0.317 0.395 20.60843 426 21.236 1.888 THOẢ! Trái 26730 25 50 5 45 0.406 0.567 29.60337 430 28.276 2.513 THOẢ! Phải 22914 25 50 5 45 0.348 0.449 23.44952 428 24.632 2.190 THOẢ! 9-11/ 6-8 3-5 hầm,1-2 85 6.6.3. Tính cốt thép đai cho dầm khung trục 2 Tính tốn cốt đai của cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật theo [14] - Trình tự tính tốn: 1) Lựa chọn vật liệu và các số liệu phục vụ tính tốn . 2) So sánh Q ( là lực cắt xác định từ bảng 3.8) với Qb.o ( là khả năng chịu cắt của bê tơng khi khơng cĩ cốt thép đai ) Nếu Q  Qb.o khơng cần tính cốt đai nhưng phải bố trí cốt đai cấu tạo cho dầm ; Nếu Q> Qb.o phải tính tốn cốt đai . (Qbo = 0.5 . b4 .(1 + n). Rbt .b . ho) 3) Kiểm tra điều kiện bê tơng chịu nén giữa các vết nứt nghiêng (ứng suất nén chính). 4) Tính tốn cốt thép đai .  Tính: * 2 b A MC Q  (3.15) với 22 (1 )b b f n bt oM R bh     ; (3.16) (1 )f n    1.5. (3.17)  Từ C* xác định C, Co theo bảng: Bảng 3.8: Xác định C, C0 C* ho C ho C* C* Co C* C* 2ho  Tính: sw1 A b o Q Qq C   ; bb MQ C  . (3.18)  Tính: minsw2 2 b o Qq h  . (3.19) obtnfbbmim bhRQ )1(3   (3.20)  Chọn qsw = max ( qw1, qw2)  Khoảng cách cốt đai theo tính tốn: w w swq s s tt R As  . (3.21)  Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo: min( ;150 ) 2ct hs mm khi h < 450mm ; (3.22) min( ;300 ) 3ct hs mm khi h  450mm ; (3.23) s = min(stt, sct) (3.24) 86 5) Kiểm tra điều kiện độ bền của các tiết diện nghiêng Q 0.7Qbt w1 10.7 0.7 0.3A bt b b oQ Q R bh    ; w1 w w 1 1 5 ; bs 1 s s s s b b b E A E R              Nếu thoả điều kiện thì bố trí cốt đai; Nếu khơng thoả chọn lại lại cốt đai hoặc tăng tiết diện. Bảng 6.21: Đặc trưng vật liệu sử dụng tính tốn Rb (daN/cm2) Rbt (daN/cm2) Eb (daN/cm2) R Rs (daN/cm2) Rsc (daN/cm2) Es (daN/cm2) 130 10 2.9x105 0.58 2800 2800 2.1x106 Bê tơng Mac300 Cốt thép AII Bảng 6.22: Đặc trưng vật liệu sử dụng tính tốn đai (mm) Số Nhánh n Asw (cm2) b1 b2 b3 b4 6 2 1.01 0.596 2250 2250 2.1x106 Bê tơng Mac300 Cốt thép AII Bảng 6.23: Tính tốn cốt đai cho dầm B26 Tầng Q (daN) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) Qo (daN) Nhận xét Sct S chọn 0.7Qbt Kiểm tra 9-11 19394.1 25 50 5 45 10125 Tính tốn cốt đai 16.7 150 35001.6 Thoả 6-.9 19925.9 25 50 5 45 10125 Tính tốn cốt đai 16.7 150 35001.6 Thoả 3-5 19768.2 25 50 5 45 10125 Tính tốn cốt đai 16.7 150 35001.6 Thoả hầm-1,2 19390.8 25 50 5 45 10125 Tính tốn cốt đai 16.7 150 35001.6 Thoả Bảng 6.24: Tính tốn cốt đai cho dầm B43 87 Tầng Q (daN) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) Qo (daN) Nhận xét Sct S chọn 0.7Qbt Kiểm tra 19-11 17481.7 25 50 5 45 10125 Tính tốn cốt đai 16.7 150 35001.6 Thoả 6-.9 17691.3 25 50 5 45 10125 Tính tốn cốt đai 16.7 150 35001.6 Thoả 3-5 17702.8 25 50 5 45 10125 Tính tốn cốt đai 16.7 150 35001.6 Thoả hầm,1-2 17568.6 25 50 5 45 10125 Tính tốn cốt đai 16.7 150 35001.6 Thoả - Tính cốt thép treo  Khi dầm chịu lực tập trung khá lớn đặt vào khoảng giữa chiều cao dầm thì sẽ xảy ra hiện tượng giựt đứt. Lúc này sự phá hoại cĩ thể xảy ra theo hình tháp ABCD với gĩc nghiêng của mặt bên  = 45o. Đĩ là sự phá hoại do lực cắt. Đáy lớn của tháp là St: St = b1 + 2hs trong đĩ: b1 – bề rộng (AB) phạm vi tác dụng của lực tập trung F; hs – chiều cao tháp, bằng khoảng cách từ đáy AB đén cốt thép chịu kéo của dầm.  Cần phải đặt cốt thép treo trong phạm vi St để chống đỡ sự phá hoại theo hình tháp. Hình 6.6: Hiện tượng giựt đứt  Cốt thép treo cĩ thể dùng dạng cốt thép đai hoặc cốt thép xiên theo kiểu vai bị. Dùng cốt thép đai khi đoạn St đủ lớn, diện tích tồn bộ cốt thép treo kiểu cốt thép đai là: 1 s o sw sw hF h A R        Khi đoạn St khá bé, khơng đủ chỗ để bố trí cốt thép treo kiểu cốt đai thì cần dùng cốt thép kiểu vai bị, diện tích tiết diện lớp cốt xiên là:  h o h s h b 1 S t F BA D C 88 . 1 2 sin s o s inc sw hF h A R        trong đĩ: F - giá trị lực tập trung; Rsw - cường độ tính tốn của cốt thép ngang;  - gĩc nghiêng của cốt thép xiên, thường trong khoảng 45- 60o. 88 6.4 BỐ TRÍ THÉP DẦM TRỤC B (chọn sơ bộ dầm 200*400 nhưng trong quá trình tính tốn khơng thỏa nên chọn lại 250*500) Bảng 6.17: Tính tốn cốt thép nhịp cho dầm B0-1(Kí hiệu B49) Tầng M (daNm) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) sf (cm) bf (cm) hf (cm) Mf (daNcm) Nhận xét tiết diện tính thép am x As (cm2) Thép chọn Aschon (cm2) m Kiểm tra mminmmmax Tầng3 841 25 35 5 30 80 185 12 6926400 Chữ nhật lớn 0.0039 0.0039 1.00314 225 9.918 0.1787027 THOẢ! Bảng 6.18: Tính tốn cốt thép nhịp cho dầm B1-2(Kí hiệu B50-B51) Tầng M (daNm) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) sf (cm) bf (cm) hf (cm) Mf (daNcm) Nhận xét tiết diện tính thép am x As (cm2) Thép chọn Aschon (cm2) m Kiểm tra mminmmmax Tầng3 18314 25 50 5 45 80 185 12 11255400 Chữ nhật lớn 0.0376 0.0383 14.819 325 14.727 0.1769 THOẢ! Bảng 6.19: Tính tốn cốt thép nhịp cho dầm B2-3(Kí hiệu B52-B53) Tầng M (daNm) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) sf (cm) bf (cm) hf (cm) Mf (daNcm) Nhận xét tiết diện tính thép am x As (cm2) Thép chọn Aschon (cm2) m Kiểm tra mminmmmax Tầng3 13798 25 50 5 45 80 185 12 11255400 Chữ nhật lớn 0.0283 0.0287 11.1105 322 11.403 0.137 THOẢ! Bảng 6.20: Tính tốn cốt thép nhịp cho dầm B3-4(Kí hiệu B54-B55) 89 Tầng M (daNm) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) sf (cm) bf (cm) hf (cm) Mf (daNcm) Nhận xét tiết diện tính thép am x As (cm2) Thép chọn Aschon (cm2) m Kiểm tra mminmmmax Tầng3 16376 25 50 5 45 80 185 12 11255400 Chữ nhật lớn 0.0336 0.0342 13.223 325 14.727 0.1769 THOẢ! Bảng 6.21: Tính tốn cốt thép nhịp cho dầm B4-0(Kí hiệu B56) Tầng M (daNm) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) sf (cm) bf (cm) hf (cm) Mf (daNcm) Nhận xét tiết diện tính thép am x As (cm2) Thép chọn Aschon (cm2) m Kiểm tra mminmmmax Tầng3 2450 25 35 5 30 80 185 12 6926400 Chữ nhật lớn 0.0113 0.0114 2.93336 225 9.818 0.1769 THOẢ! 90 Bảng 6.20: Tính tốn cốt thép gối cho dầm B0-1(Kí hiệu B49) Tầng Tiết diện M (daNm) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) am x As (cm2) Thép chọn Aschon (cm2) m Kiểm tra mminmm max Phải 2342 25 50 5 45 0.036 0.036 1.893035 628 31.854 2.831 THOẢ!tầng 3 Bảng 6.22: Tính tốn cốt thép gối cho dầm B1-2(Kí hiệu B50-B51) Tầng Tiết diện M (daNm) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) am x As (cm2) Thép chọn Aschon (cm2) m Kiểm tra mminmm max Trái 32367 25 50 5 45 0.492 0.872 45.54572 628 31.854 2.831 THOẢ! Phải 32403 25 50 5 45 0.492 0.876 45.77277 628 31.854 2.831 THOẢ! tầng 3 Bảng 6.21: Tính tốn cốt thép gối cho dầm B2-3(Kí hiệu B52-B53) Tầng Tiết diện M (daNm) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) am x As (cm2) Thép chọn Aschon (cm2) m Kiểm tra mminmm max Trái 27036 25 50 5 45 0.411 0.578 30.17105 625 29.454 2.618 THOẢ! Phải 23138 25 50 5 45 0.352 0.455 23.77397 625 29.454 2.618 THOẢ! tầng 3 91 Bảng 6.20: Tính tốn cốt thép gối cho dầm B3-4(Kí hiệu B54-B55) Tầng Tiết diện M (daNm) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) am x As (cm2) Thép chọn Aschon (cm2) m Kiểm tra mminmm max Trái 30738 25 50 5 45 0.467 0.743 38.82447 628 36.948 3.284 THOẢ! Phải 30734 25 50 5 45 0.467 0.743 38.81211 628 36.948 3.284 THOẢ! tầng 3 Bảng 6.20: Tính tốn cốt thép gối cho dầm B4-0(Kí hiệu B56) Tầng Tiết diện M (daNm) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) am x As (cm2) Thép chọn Aschon (cm2) m Kiểm tra mminmm max Phải 2342 25 50 5 45 0.036 0.036 1.893035 628 36.948 3.284 THOẢ!tầng 3 92 TÍNH TỐN CỐT THÉP ĐAI CHO DẦM TRỤC B Tính tốn cốt đai của cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật theo [14] - Trình tự tính tốn: 2) Lựa chọn vật liệu và các số liệu phục vụ tính tốn . 2) So sánh Q ( là lực cắt xác định từ bảng 3.8) với Qb.o ( là khả năng chịu cắt của bê tơng khi khơng cĩ cốt thép đai ) Nếu Q  Qb.o khơng cần tính cốt đai nhưng phải bố trí cốt đai cấu tạo cho dầm ; Nếu Q> Qb.o phải tính tốn cốt đai . (Qbo = 0.5 . b4 .(1 + n). Rbt .b . ho) 6) Kiểm tra điều kiện bê tơng chịu nén giữa các vết nứt nghiêng (ứng suất nén chính). 7) Tính tốn cốt thép đai .  Tính: * 2 b A MC Q  (3.15) với 22 (1 )b b f n bt oM R bh     ; (3.16) (1 )f n    1.5. (3.17)  Từ C* xác định C, Co theo bảng: Bảng 3.8: Xác định C, C0 C* ho C ho C* C* Co C* C* 2ho  Tính: sw1 A b o Q Qq C   ; bb MQ C  . (3.18)  Tính: minsw2 2 b o Qq h  . (3.19) obtnfbbmim bhRQ )1(3   (3.20)  Chọn qsw = max ( qw1, qw2)  Khoảng cách cốt đai theo tính tốn: w w swq s s tt R As  . (3.21)  Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo: min( ;150 ) 2ct hs mm khi h < 450mm ; (3.22) 93 min( ;300 ) 3ct hs mm khi h  450mm ; (3.23) s = min(stt, sct) (3.24) 8) Kiểm tra điều kiện độ bền của các tiết diện nghiêng Q 0.7Qbt w1 10.7 0.7 0.3A bt b b oQ Q R bh    ; w1 w w 1 1 5 ; bs 1 s s s s b b b E A E R              Nếu thoả điều kiện thì bố trí cốt đai; Nếu khơng thoả chọn lại lại cốt đai hoặc tăng tiết diện. Bảng 6.21: Đặc trưng vật liệu sử dụng tính tốn Rb (daN/cm2) Rbt (daN/cm2) Eb (daN/cm2) R Rs (daN/cm2) Rsc (daN/cm2) Es (daN/cm2) 130 10 2.9x105 0.58 2800 2800 2.1x106 Bê tơng Mac300 Cốt thép AII Bảng 6.22: Đặc trưng vật liệu sử dụng tính tốn đai (mm) Số Nhánh n Asw (cm2) b1 b2 b3 b4 6 2 1.01 0.596 2250 2250 2.1x106 Bê tơng B30 Cốt thép CI Bảng 6.23: Tính tốn cốt đai cho dầm B0-1(kí hiệu B49) Tầng Q (daN) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) Qo (daN) Nhận xét Sct S chọn 0.7Qbt Kiểm tra 3 1850 25 50 5 45 10125 Đai cấu tạo 16.7 150 35001.6 Thoả 94 Bảng 6.23: Tính tốn cốt đai cho dầm B1-2(kí hiệu B50-51) Tầng Q (daN) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) Qo (daN) Nhận xét Sct S chọn 0.7Qbt Kiểm tra 3 17880 25 50 5 45 10125 Tính tốn cốt đai 16.7 150 35001.6 Thoả Bảng 6.24: Tính tốn cốt đai cho dầm B2-3 (kí hiệu B52-53) Tầng Q (daN) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) Qo (daN) Nhận xét Sct S chọn 0.7Qbt Kiểm tra 3 14630 25 50 5 45 10125 Tính tốn cốt đai 16.7 150 35001.6 Thoả Bảng 6.24: Tính tốn cốt đai cho dầm B3-4 (kí hiệu B54-56) Tầng Q (daN) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) Qo (daN) Nhận xét Sct S chọn 0.7Qbt Kiểm tra 3 17840 25 50 5 45 10125 Tính tốn cốt đai 16.7 150 35001.6 Thoả Bảng 6.24: Tính tốn cốt đai cho dầm B4-0 (kí hiệu B56-57) Tầng Q (daN) b (cm) h (cm) a (cm) ho (cm) Qo (daN) Nhận xét Sct S chọn 0.7Qbt Kiểm tra 3 3420 25 50 5 45 10125 Đai cấu tạo 16.7 150 35001.6 Thoả - Tính cốt thép treo  Khi dầm chịu lực tập trung khá lớn đặt vào khoảng giữa chiều cao dầm thì sẽ xảy ra hiện tượng giựt đứt. Lúc này sự phá hoại cĩ thể xảy ra theo hình tháp ABCD với gĩc nghiêng của mặt bên  = 45o. Đĩ là sự phá hoại do lực cắt. Đáy lớn của tháp là St: St = b1 + 2hs trong đĩ: b1 – bề rộng (AB) phạm vi tác dụng của lực tập trung F; hs – chiều cao tháp, bằng khoảng cách từ đáy AB đén cốt thép chịu kéo của dầm.  Cần phải đặt cốt thép treo trong phạm vi St để chống đỡ sự phá hoại theo hình tháp. 95 Hình 6.6: Hiện tượng giựt đứt  Cốt thép treo cĩ thể dùng dạng cốt thép đai hoặc cốt thép xiên theo kiểu vai bị. Dùng cốt thép đai khi đoạn St đủ lớn, diện tích tồn bộ cốt thép treo kiểu cốt thép đai là: 1 s o sw sw hF h A R        Khi đoạn St khá bé, khơng đủ chỗ để bố trí cốt thép treo kiểu cốt đai thì cần dùng cốt thép kiểu vai bị, diện tích tiết diện lớp cốt xiên là: . 1 2 sin s o s inc sw hF h A R        trong đĩ: F - giá trị lực tập trung; Rsw - cường độ tính tốn của cốt thép ngang;  - gĩc nghiêng của cốt thép xiên, thường trong khoảng 45- 60o. 6.3. BỐ TRÍ CỐT THÉP Như bản vẽ KC 04/08, KC 05/08, KC 06/08  h o h s h b 1 S t F BA D C 96 PHẦN III: NỀN MĨNG KHỐI LƯỢNG: 30% GVHD : THẦY TƠ VĂN LẬN 97 CHƯƠNG 1: ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 1./Lớp 1 : Bùn sét lẫn hữu cơ, màu xám đen,độ dẻo cao trạng thái rất mềm cĩ bề dày 11.7 m với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau : -Độ ẩm : W = 54.8% -Dung trọng tự nhiên : w = 1.478 g/cm 3 -Dung trọng đẩy nổi : dn = 0.495 g/cm 3 -Dung trọng khơ : k = 1.27 g/cm 3 -Độ sệt : B = 1.12 -Lực dính đơn vị : C = 0.104 kG/cm2 -Gĩc ma sát trong :  = 7.60 - Modul biến dạng : E = 12.5 kG/cm2 2./Lớp 2 : Á sét trạng thái dẻo mềm cĩ bề dày 8.8 m với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau : -Độ ẩm : W = 28.6% -Dung trọng tự nhiên : w = 1.72 g/cm 3 -Dung trọng đẩy nổi : dn = 0.894 g/cm 3 -Dung trọng khơ : k = 1.45 g/cm 3 -Độ sệt : B = 0.63 -Lực dính đơn vị : C = 0.087 kG/cm2 -Gĩc ma sát trong :  = 15.70 - Modul biến dạng : E = 27.8 kG/cm2 3./Lớp 3 : Cát vừa đến cát mịn,lẫn bột trạng thái vừa với bề dày 18.5 m cĩ các tính chất cơ lý đặc trưng như sau : -Độ ẩm : W = 21.4% -Dung trọng tự nhiên : w = 1.875g/cm 3 -Dung trọng đẩy nổi : dn = 0.928 g/cm 3 -Dung trọng khơ : k = 1.48 g/cm 3 -Gĩc ma sát trong :  = 26.360 - Modul biến dạng : E = 65.3 kG/cm2 98 4./Lớp 4 : Cát trung trạng thái chặt vừa cĩ các tính chất cơ lý đặc trưng như sau : -Độ ẩm : W = 20.4% -Dung trọng tự nhiên : w = 1.89g/cm 3 -Dung trọng đẩy nổi : dn = 1.07g/cm 3 -Dung trọng khơ : k = 1.76 g/cm 3 -Gĩc ma sát trong :  = 27.360 - Modul biến dạng : E = 68.5 kG/cm2 5./Lớp 5 : Cát hạt mịn vàng nâu, trạng thái chặt vừa cĩ các tính chất cơ lý đặc trưng như sau : -Độ ẩm : W =16.4% -Dung trọng tự nhiên : w = 1.96g/cm 3 -Dung trọng đẩy nổi : dn = 1.07g/cm 3 -Dung trọng khơ : k = 1.587 g/cm 3 -Gĩc ma sát trong :  = 28.650 - Modul biến dạng : E = 70.3 kG/cm2 CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ CỌC ÉP BTCT MẶT BẰNG MĨNG TRỤC 2 A . SỐ LIỆU TẢI TRỌNG : 99 Cột Ntc (T) tcxM (Tm) tcyM (Tm) tc xQ (T) tcyQ (T) 2-A 317.99 40.379 16.739 9.83 17.45 2-B 610.66 77.541 25.99 10.06 28.92 2-C 620.77 76.809 28.487 12.05 29.04 2-D 473.69 41.159 15.03 6.75 17.89 Ta cĩ: 610.66 620.77 1231.43( )tc tcB CN N N Tm     N 620.77 610.66 0.0082 1231.43 tc tc B CN N N      = 0.82% < 15% Vậy ta gom việc tính mĩng của cột 2-B và cột 2-C thành chung 1 mĩng M1. Mĩng cột 2-A là M3, và mĩng 2-D là M2 A . TÍNH TỐN MĨNG M1 CỘT TRỤC 2 : -Theo kết quả giải nội lực khung,ta cĩ giá trị nội lực tại mặt cắt chân cột C6 trục 2-C như sau. Nott = 713.89( T ) Notc = 620.77( T ) Mttox = 88.33 ( T.m ) Mtcox = 76.81 ( T.m ) Mttoy = 32.76 ( T.m ) Mtcoy = 28.49 ( T.m ) Qttox = 13.86 ( T ) Qtcox = 12.05( T ) Qttoy = 33.40( T ) Qtcoy = 29.04 ( T ) Lấy hệ số vượt tải trung bình n=1.15 để tính cho tải trọng tiêu chuẩn. Nhưng trong quá trình giả khung, ta chỉ tính được lực dọc do tác động của các sàn tầng trên, nên sẽ thiếu tải trọng của sàn tầng hầm 2 truyền vào cột, nên lực dọc sẽ thay đổi như sau: Nott = 1.15* Ntc= 1.15*( Notc  N sàn hầm 2) = 1.15 *(620.77 (28.35+24.15) *603/1000)=751 T ) 1)XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CỦA MĨNG CỌC: 1.1 Chọn chiều sâu chơn đài: - Chọn độ sâu đặt đáy đài là 1.5m tính từ mặt nền tầng hầm. -Chọn chiều cao đài là1.2m -Kiểm tra điều kiện mĩng làm việc là mĩng cọc đài thấp : min 7.6 13.860.7 0.7 (45 ) 0.7 (45 ) 1.08 2 . 2 1.478*3 o o o m H h h tg tg m Bm         Trong đĩ : - , : dung trọng và ma sát đất trong phạm vi chiều sâu chơn mĩng. - H : lực xơ ngang. - Bm : bề rộng theo phương thẳng gĩc với lực ngang H. 100 Chọn Bm = 3 m  hm = 1.5m  1.08m (thỏa) Vậy thỏa điều kiện tính tốn theo mĩng cọc đài thấp . 1.2 Chọn kích thước và vật liệu làm cọc : Chọn cọc tiết diện vuơng (3030)cm ; chiều dài cọc 24m , gồm 3 đoạn cọc dài 8m nối lại . Mũi cọc cắm vào lớp thứ 3 (lớp cát) là lớp đất tốt . Đoạn cọc chơn sâu vào đài 150mm và đập đầu cọc để nối thép liên kết với đài một đoạn 0.6m. Do đĩ chiều dài cịn lại của cọc là Lcọc=L-0.6 = 24 – 0.6 = 23.4m Diện tích tiết diện cọc là: Fcọc=0.3x0.3=0.09 m2 Chu vi cọc: U = 4xa = 4 x 0.3 = 1.2 m 2) XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ÉP BTCT: 2.1) Sức chịu tải của cọc theo vật liệu : QaVL =  ( Rn.FP + Ra.Fa ) Trong đĩ :  : hệ số uốn dọc lấy =0.91 (do lớp đất 1 cĩ B=1.13>1 nên đây là lớp đất rất yếu,và chiều dài tính tốn của đoạn cọc trong lớp đất này là L=11.7-5.6-1.5=4.6m. và cĩ l/b=4.6/0.3=15.3. tra bảng trang 31 sách Nền và mĩng của Nguyễn Văn Quảng) Rn : cường độ chịu nén của bêtơng (T/m2) . FP : diện tích tiết diện ngang của cọc (m2) . Ra : cường độ chịu kéo của thép dọc trong cọc (T/m2) . Fa : diện tích cốt thép dọc trong cọc (m2) . Vật liệu : bêtơng đúc cọc mác 300 cĩ Rn = 130 (KG/cm2) ; cốt thép dọc dùng trong cọc là 416 ( Fa = 8.04 cm2), đai 8, thép AII cĩ Ra = 2800 (KG/cm2) và AI = 2300 (KG/cm2) . Vậy : QaVL = 0.91 (130 900 + 2800 8.04 )= 126956 ( kG )=127(T) . 101 102 2.2) Sức chịu tải của cọc ép BTCT theo điều kiện đất nền : 103 -Ta cĩ cơng thức xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền A7 phụ lục A TCXD 205-1998 . Qtc = m.(mR..qb.Ap + umf.fi.lI ) Trong đĩ : m : hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất , m=1 .  mR : hệ số làm việc của đất dưới mủi cọc mR =1.1  mf : hệ số làm việc của đất ở mặt bên cọc mf =1( lớp đất 3(cát mịn) và lớp 2 (á sét dẻo mềm) đều cĩ hệ số mf =1)  L = 24m chiều dài cọc  dp = đường kính đáy cọc, dp =0.3 m -> Ap=0.09m2  u : chu vi cọc , u =(0.3+0.3)*2= 1,2 m  Z=23.9m cát hạt mịn xác định theo bảng A3 (tiêu chuẩn thiết kế thi cơng và nghiệm thu mĩng cọc TCXD205:1998) (cĩ nội suy) =>cường độ tính tốn của đất nền dưới chân cọc qb =343.400(T/m2) -fi: ma sát bên cọc fi xác định bằng cách tra bảng phụ thuộc vào độ sâu trung bình của các phân lớp đất zi . Các lớp đất được chia thành các phân lớp cĩ bề dày khơng quá 2m Lớp đất ZI li fI fi*li Bùn sét B=1.12 3.8 4.6 0 0 Sét B=0.63 7.2 2.2 1.583 3.482 9.4 2.2 1.624 3.573 11.6 2.2 1.666 3.665 13.8 2.2 1.707 3.756 15.9 2 5.19 10.38 17.9 2 5.39 10.78 19.9 2 5.59 11.18 Cát mịn 21.9 2 5.79 11.58 23.9 2 5.99 11.98 fili = 70.376 104 Cọc xuyên qua các lớp đất cĩ các phân lớp như sau: Tra bảng A.2 TCVN 205: Sức chịu tải theo đất nền do ma sát xung quanh cọc: fili =70.376(T/m) Vậy sức chịu tải của cọc theo đất nền : Qtc = 1*((1*343.4*0.12) + 1.2*(1*70.376))=125.66(T) 89.8( ) 1.4 tc o QQ T  -Ta cĩ : Qo=89.8 (T) < PCVL = 178(T) do đĩ để đảm bảo thiết kế cọc an tồn, ta chọn trị số nhỏ là Qo = 89.8 (T) để tính tốn . 3) XÁC ĐỊNH DIỆN TÍCH ĐÀI CỌC VÀ SỐ LƯỢNG CỌC : - Ta cĩ đường kính cọc là : d = 0.3 m -Chọn khoảng cách giữa tim hai cọc là 3d = 3*0.3=0.9 (m) thì ứng suất trung bình dưới đáy đài là. 2 2 2 89.8 110.86( / ) (3 ) 0.9 tt oQp T m d    _ 2*1.1 110.86 2*1.5*1.1 107.56( / )tt ttop p h T m     3.1) Diện tích sơ bộ của đáy đài được xác định : 2751 6.98( ) 107.56 tt sb tt o NF m p    -Trọng lượng sơ bộ đài và đất phủ trên đài cọc : Nđđ = 1.1  Fsb  tb  h = 1.1  6.98  2 1.5=23 (T) -Số lượng cọc trong mĩng : 751 231.2 10.3 89.8c o Nn Q       (cọc)  =1.2 -1.4(sách nền mĩng Lê Anh Hồng trang 133) .Chọn  =1.2 Chọn 12cọc (3030cm) để bố trí -Sơ đồ bố trí các cọc trong đài : 105 3.2) Kiểm tra tải tác dụng lên đầu cọc : -Tải do cơng trình tác dụng lên đầu cọc xác định theo cơng thức :   2 max 2 max minmax, .. i tt y i tt x c tt x xM y yM n Np -Diện tích của đài cọc chọn : Fđ = 3.32.4= 7.92(m2) -Trọng lượng của đất và đài : Nđđ = 1.1  Fđ  tb  hm = 1.1  7.92  2  1.5 = 26.14 (T) -Tổng tải trọng của cơng trình và trọng lượng của đất, đài cọc : ttoN = 751 + 26.14= 777.14 (T) *1.2 777.14*1.2 77.714( ) 12 tt o o NP T n    * Thỏa điều kiện p < Qo -Tính moment tại đáy bệ:  m tt x tt ox tt x hQMM 88.33+13.86*1.5= 109.12 (T.m)  m tt y tt oy tt y hQMM 32.76+33.4*1.5= 82.86 (T.m) Với Xmax= 0.9+0.45=1.35 m Ymax= 0.9 m 106 Pttmax = cn N +  2 max. i tt y x xM +  2 max. i tt x y yM = 774 12 + 2 2 82.86 1.35 6*0.45 6*1.35 x  + 2 109.12 0.9 8*0.9 x = 88.87 (T) Pttmin = cn N -  2 max. i tt y x xM -  2 max. i tt x y yM = 774 12 - 2 2 82.86 1.35 6*0.45 6*1.35 x  - 2 109.12 0.9 8*0.9 x = 40.13(T) +Pttmax = 88.87(T) < 89.8( ) 1.4 tc o QQ T  Thỏa điều kiện cọc biên chịu tải lớn nhất +Pttmin = 40.13(T) > 0 Khơng kiểm tra cọc chịu nhổ + 88.87 40.13 64.5( ) 2 tt tbP T    *Vậy cọc thỏa mãn điều kiện lực lớn nhất truyền xuống dãy cột biên và ta khơng cần phải kiểm tra cọc theo điều kiện chịu nhổ vì Pmin > 0. 4) TÍNH LÚN CHO MĨNG CỌC : 4.1) Xác định kích thước khối mĩng quy ước : -Độ lún của nền mĩng cọc được tính theo độ lún của nền khối mĩng qui ước cĩ mặt cắt là abcd được giới hạn bởi mặt đất,đường thẳng nối các mũi cọc và hai cạnh là hai đường thẳng đi qua các mép ngồi của hàng cọc biên và ở khoảng cách L.tg       4 tb . (7.6 4.6) (15.7 8.8) (26.36 10) 18.7 (4.6 8.8 10) o o o i i o tb i h x x x h            18.7 4.7 4 4 o otb    Kích thước mĩng khối qui ước : Bqu = B’ + 2*tg( 4  )*Lc =(2.4– 0.25) + 2* tg4.70*23.4 = 6( m) Lqu = L’ + 2*tg( 4  )*Lc =(3.3 – 0.25) + 2* tg4.70*23.4 = 6.9( m) Vậy kích thước dưới đáy mĩng khối qui ước như sau : 107 B qu x L qu = 6*6.9=41.4 (m 2) 4.2) Xác định khối lượng khối mĩng quy ước :  tb = 2 -> 2.2 (T/m 3) dn tb từ lớp thứ 1 đến lớp thứ 3 30.495*4.6 0.894 8.8 0.928 10 0.83( / ) 4.6 8.8 10 dn tb x x T m      - Trọng lượng khối mĩng qui ước từ đế đài trở lên MĐTN : N1tc = bxlx hm . tb = 6x6.9x1.5x2=124.2(T) -Trọng lượng khối mĩng qui ước tính từ đáy đài đến mực nước ngầm ở độ sâu 6.5m: N2tc = (bxl-Fc) hm . tb =(6 *6.9-12*0.09)*0.6*2=48.38(T) - Trọng lượng khối mĩng qui ước tính từ mực nước ngầm đến mũi cọc. N3tc = (bxl-Fc) hm . tbdn =(6 *6.9-12*0.09)*24*0.72=696.7(T) - Trọng lượng của các cọc là: Nc = n.FC tb lc = 12*0.09*2*23.4 =50.5(T) *Vậy trọng lượng của khối mĩng qui ước là: NMtc =   3 1i tc iN + Nc = 124.2+48.38+696.7+50.5=919.8(T) + Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối qui ước: Nqutc = N0tc+ NMtc = 751 1.15 +919.8 = 1573(T) 4.3) Kiểm tra áp lực tiêu chuẩn và cường độ tiêu chuẩn ở đáy khối qui ước. -Momen tiêu chuẩn tương ứng với trọng tâm đáy khối qui ước : tc oxM = 76.809 12.05*23.4 358.8( ) tc tc x x mM Q xH T    tc oyM = 28.487 29.04*23.4 708( ) tc tc y y mM Q xH T    -Độ lệch tâm: e x = tc qu tc x N M = 358.8 1573 = 0.228(m) 108 e y = tc qu tc y N M = 708 1573 = 0.45(m) Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối qui ước là: tcmax = ququ tc qu LB N (1+ qu y qu x L e B e 66  ) tcmax = 1573 6*6.9 (1+ 6 0.228 6 0.45 6 6.9 x x  ) = 61.53T/m2) tcmin = ququ tc LB N 0 (1- qu y qu x L e B e 66  ) tcmin = 1573 6*6.9 (1- 6 0.228 6 0.45 6 6.9 x x  ) = 14.46(T/m2) tctb = 61.53 14.46 2  =38(T/m2) Cường độ tiêu chuẩn ở đáy khối qui ước là: Rtc = tck mm 21 (1.1A Bqu 1 +1.1B mH 2 +3Dc) Ktc =1 m1=1.3 m2=1.3 1 = 0.928 (T/m 3) Trọng lượng riêng đẩy nổi của lớp đất dưới đáy khối qui ước 2 =   i ii h h. : Trọng lượng riêng đẩy nổi của lớp đất trên đáy khối mĩng qui ước 2 = 3 0.495*4.6 0.894 8.8 0.928 10 0.83( / ) 4.6 8.8 10 dn tb x x T m      tc = 26o4’  A =0.87 ; B =4.51 ; D = 7.02 c = 0.02 kg/cm2 bM = 6m ; hM = 24 m h0 =hm =1.5(Vì tầng hầm cĩ bề rộng >20m) Gĩc ma sát trong  =26o4’  0.87 4.51 7.02 A B D      109 *Vậy sức chịu tải của nền đất dưới mĩng khối qui ước : Rtc= 1.3x1.3 1 (1.1*0.87*6*0.928+1.1*4.51*23.4*0.83+3*0.02) =172(T/m2) -Từ đĩ ta cĩ: tcmax = 61.53 (T/m 2)< 1.2 Rtc = 1.2 x 172 = 206.4(T/m2) tcmin = 14.46 (T/m 2) > 0 tctb = 38(T/m 2)< Rtc =172(T/m2) *Vậy ta cĩ thể tính tốn độ lún của nền dưới đáy mĩng quy ước theo mơ hình nữa khơng gian biến dạng tuyến tính.Lúc đĩ giới hạn nền lấy đến độ sâu mà ứng suất gây lún bằng 0.2 lần ứng suất bản thân. 4.4) Tính lún cho nền : -Độ lún được tính theo cơng thức sau: i n i gl zi i i hx E S    1   Với i quy phạm cho phép lấy =0.8 cmS gh 8][  (Cơng trình khung BTCT cĩ tường chen) Si : độ lún của lớp phân tố thứ i Ei : mơđun đàn hồi của lớp đất thứ i; Trường hợp này Ei = 65.3(KG/cm2) hi : chiều dầy của lớp phân tố thứ i. -Ứng suất bản thân tại các lớp đất : iibtzi xh   +Lớp đất bùn sét ( dày 11.7 m ) : 11.7 11.7*0.495 5.79 bt z    (T/m 2) +Lớp đất sét ( dày 8.8 m, cĩ tính đẩy nổi ) : 20.5 5.79 8.8*0.894 13.66 bt z     (T/m 2) +Tại lớp cát mịn tính đến đầu mũi cọc 10m ( cĩ tính đẩy nổi ): 30.5 13.66 10*0.928 22.94 bt z     (T/m 2) -Ứng suất gây lún ở đáy khối mĩng quy ước : 0 38 22.94 15.06 gl tc bt z tb        (T/m 2) 110 Xét tỉ số 6.9 1.15 6 M M L B   Chia đất nền dưới đáy khối mĩng quy ước thành các lớp bằng nhau và bằng Bm/5=6/5=1.2(m) Tính ứng suất gây lún cho đến khi nào thỏa điều kiện 5igl  ibt thì cho phép tính lún đến độ sâu đĩ. Trong đĩ: igl : ứng suất gây lún tại đáy lớp thứ i igl = k0i.gl0 ;k0i tra bảng phụ thuộc vào tỉ số Lm/Bm và Z/Bm, ở đây LM/B M =6.9/6= 1,15 ibt = i-1bt + i.hi Bảng tính lún cho khối mĩng quy ước : Điểm Độ sâu z LM/BM z/BM Ko glz (T/m2) bt (T/m2) 0 0 1.15 0 1 15.06 22.94 1 1.2 1.15 0.2 0.92 13.86 24.05 2 2.4 1.15 0.4 0.79 11.90 26.28 3 3.6 1.15 0.6 0.65 9.79 29.62 4 4.8 1.15 0.8 0.51 7.68 34.08 5 6.0 1.15 1 0.36 5.42 39.64 111 Độ lún của nền : 112 1 0.8 0.8*1.2. 653 i gl zi i i i S h E     ( 15.66 5.4213.86 11.9 9.79 7.68 ) 2 2      0.078(m) * S =0.078 m = 7.8 cm < Sgh =8 cm. Vậy độ lún của khối mĩng quy ước thỏa. 5) TÍNH TỐN ĐỘ BỀN VÀ CẤU TẠO CHO ĐÀI CỌC : 5.1)Kiểm tra điều kiện chọc thủng. -Vẽ tháp đâm thủng: Chiều cao đài cọc chọn là h = 1.2m . Tiết diện cột 60x60 cm * Từ tháp đâm thủng thì thấy đáy tháp nằm trùm ra ngồi trục cọc.Như vậy đài cọc khơng bị đâm thủng. 5.2)Tính tốn độ bền và cấu tạo đài cọc: a/ Sơ đồ tính : -Xem đài cọc như một dầm cơng xơn bị ngàm và tiết diện đi qua mép cột và bị uốn bởi các phản lực đầu cọc : 113 -Moment tại ngàm xác định theo cơng thức : i n i i PrM    1 Trong đĩ : n là số lượng cọc trong phạm vi cơngxơn PI phản lực đầu cọc thứ i, rI :khoảng cách từ mặt ngàm đến trục i -Diện tích cốt thép tính theo cơng thức : oa a hR MF 9.0  Trong đĩ : M là moment tại tiết diện đang xét . ho là chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đĩ. ho=12-0.15=10.5cm Ra : cường độ tính tốn của thép . b/ Tính tốn cốt thép : Số liệu tính tốn : bêtơng mác 300 Rn = 130 (KG/cm2) ; thép AII Ra = 2800 (KG/cm2) Chiều cao đài 1,2m ; lớp bêtơng bảo vệ 5 cm ; cọc ngàm vào đài bằng râu thép dài 30= 500mm, độ sâu chơn cột vào đài khoảng 10cm. -Moment theo phương I-I : 4 8 12 max 88.87( )P P P P T    3 7 11 64.5( )tbP P P P T    MI-I = 3PmaxrI + 3xPtbrI’ 114 = 3*88.87*(1.35-0.6/2)+3*64.5*(0.45-0.6/2)=309(T.m) -Moment theo phương II-II: 1 2 3 4 max 88.87( )P P P P P T     MII-II= 4PmaxrI = 4*88.87*(0.9-0.6/2)= 213(T.m) Diện tích cốt thép phương I-I : 5 1 309*10 0.9 0.9*2800*105 I a o MFa R h   = 116.8 (cm2) Chọn 22 thanh 25 đặt a150 để bố trí ( Fachọn = 108cm2) Diện tích cốt thép phương II-II : 5 2 213*10 0.9 0.9*2800*105 II a o MFa R h   = 80.5 (cm2) Chọn 16 thanh 25đặt a150để bố trí ( Fachọn = 78.5cm2) 6) Tính tốn nội lực khi vận chuyển và cẩu lắp : Cọc cĩ tiết diện (300x300) Trọng lượng phân bố của cọc trên 1 m dài : q = b  h  bt = 0.3  0.3  2.5 = 0.225 (T/m) = 225 (KG/m) 6.1 Trường hợp vận chuyển cọc : -Các mĩc cẩu trên cọc được bố trí ở các điểm cách đầu và mũi cọc những khoảng cố định sao cho moment dương lớn nhất bằng moment âm cĩ trị số tuyệt đối lớn nhất . Sơ đồ tính : Moment cẩu lắp cọc : a=0.207L a=0.207L2 0.62(T.m) 1.7m 1.7m FCẩu cọc để chở đi M m ax =0.043qL 8m 115 M = 0.042 ql2 = 0.042  225 82 =604.8 (KG.m) = 60480(KG.cm) Diện tích cốt thép dùng cho cẩu lắp : 260480 3( ) 0.9 0.9*2800*8a o MFa cm R h    < 416 (Fa =8.04cm2) Ta Fachọn =8.04cm2 là 416 nên thép chọn cấu tạo cọc thỏa điều kiện vận chuyển 6.2 Trường hợp dựng cọc : -Sơ đồ tính : Moment cẩu lắp cọc : M = 0.086 ql2 = 0.086 22582 = 1238.4 (KG.m) =123840 (KG.cm) Diện tích cốt thép dùng cho cẩu lắp : 2123840 6.14( ) 0.9 0.9*2800*8a o MFa cm R h    < 416 (8.04 cm2) Ta chon Fachọn = 8.04 cm2 là 416 nên thép chọn cấu tạo cọc thỏa điều kiện dựng ép cọc . Tĩm lại : ứng với hai trường hợp vận chuyển cọc và dựng cọc , thép chọn 416 để cấu tạo cọc là thỏa . 116 6.3 Tính thép làm mĩc treo cọc : lực do một nhánh treo chịu khi cẩu lắp P = 1 4 1.2  q  l = 1 4 1.2  225 8= 540 (KG)  diện tích thép : 540 2800 PFa Ra   =0.19(cm2) Chọn 114 ( Fa = 1.539 cm2) làm mĩc treo . Tính đoạn thép neo mĩc treo vào trong cọc : 540 3.14 2 10neo k Pl U R      =8.6cm Vì lneo < 30 nên chọn lneo = 30  1.6 = 48(cm) B . TÍNH TỐN MĨNG M2 CỘT TRỤC 2-D : -Theo kết quả giải nội lực khung,ta cĩ giá trị nội lực tại mặt cắt chân cột C2 trục 2-D như sau. Nott = 544.74 ( T ) Notc = 473.69( T ) Mttox = 4.03 ( T.m ) Mtcox = 3.5 ( T.m ) Mttoy = 1.9 ( T.m ) Mtcoy = 1.65 ( T.m ) Qttox = 2.16 ( T ) Qtcox = 1.88( T ) Qttoy = 2.74 ( T ) Qtcoy = 2.38 ( T ) Lấy hệ số vượt tải trung bình n=1.15 để tính cho tải trọng tiêu chuẩn. -Do mĩng trục M2 cùng khung trục 2 với mĩng trục M1 nên cĩ cùng mặt cắt địa chất.Vì vậy ta thiết kế mĩng trục M2 giống mĩng trụ M1. Nhưng trong quá trình giả khung, ta chỉ tính được lực dọc do tác động của các sàn tầng trên, nên sẽ thiếu tải trọng của sàn tầng hầm 2 truyền vào cột, nên lực dọc sẽ thay đổi như sau: Nott = 1.15* Ntc= 1.15*( Notc  N sàn hầm 2) = 1.15 *(473.69 (28.35+6.9) *603/1000)=570( T )  Ta cĩ: 751 570 1321( ) tt tt C DN N N Tm     N 751 570 0.137 1321 tc tc C DN N N      = 13.7% < 15% Vậy ta đã gom việc tính mĩng của cột 2-B và cột 2-C thành chung 1 mĩng M1. Nhận thấy mĩng cột trục 2-D chênh lệch nhỏ hơn 15% nên ta bố trí mĩng này giống mĩng M1  Nhưng -Theo kết quả giải nội lực khung của trục 2-A,ta cĩ : 117 Nott = 365.69( T ) Notc = 317.99( T ) Mttox = 46.44 ( T.m ) Mtcox = 40.379 ( T.m ) Mttoy = 19.25 ( T.m ) Mtcoy = 16.739( T.m ) Qttox = 11.34 ( T ) Qtcox = 9.38( T ) Qttoy = 2.15 ( T ) Qtcoy = 17.45 ( T ) Lấy hệ số vượt tải trung bình n=1.15 để tính cho tải trọng tiêu chuẩn. Do mĩng trục M3 cùng khung trục 2 với mĩng trục M1 nên cĩ cùng mặt cắt địa chất.Vì vậy ta thiết kế mĩng trục M3 giống mĩng trụ M1. Nhưng trong quá trình giả khung, ta chỉ tính được lực dọc do tác động của các sàn tầng trên, nên sẽ thiếu tải trọng của sàn tầng hầm 2 truyền vào cột, nên lực dọc sẽ thay đổi như sau: Nott = 1.15* Ntc= 1.15*( Notc  N sàn hầm 2) = 1.15 *(365.69 (28.35+7.79) *921/1000)= 459( T ) Ta nhận thấy  Ta cĩ: 459 570 1029( )tt ttA DN N N Tm     N 570 459 0.108 1029 tt tt D AN N N      = 10.8% < 15% khi so sánh N cột trục (2-D & 2-C) và trục (2-D & 2-A) thì nhận thấy ta nên gom việc tính mĩng thành 2 nhĩm:  Nhĩm M1: gồm 2 cột trục 2-B & 2-C  Nhĩm M2: gồm 2 cột trục 2-A & 2-D 118 C . TÍNH TỐN MĨNG M2 CỘT TRỤC 2-A & 2-D: -Theo kết quả giải nội lực khung ta lấy nội lực khung lớn hơn là 2-D để tính tốn ,ta cĩ : Nott = 544.74 ( T ) Notc = 473.69( T ) Mttox = 47.33 ( T.m ) Mtcox = 41.159 ( T.m ) Mttoy = 17.29( T.m ) Mtcoy = 15.03 ( T.m ) Qttox = 7.76( T ) Qtcox = 6.75( T ) Qttoy= 20.57 ( T ) Qtcoy = 17.89 ( T ) Lấy hệ số vượt tải trung bình n=1.15 để tính cho tải trọng tiêu chuẩn. -Do mĩng trục M2 cùng khung trục 2 với mĩng trục M1 nên cĩ cùng mặt cắt địa chất.Vì vậy ta thiết kế mĩng trục M2 giống mĩng trụ M1. Nhưng trong quá trình giả khung, ta chỉ tính được lực dọc do tác động của các sàn tầng trên, nên sẽ thiếu tải trọng của sàn tầng hầm 2 truyền vào cột, nên lực dọc sẽ thay đổi như sau: Nott = 1.15* Ntc = 1.15*( Notc  N sàn hầm 2) = 1.15 *(473.69 (28.35+6.9) *603/1000)=570( T ) 1) XÁC ĐỊNH DIỆN TÍCH ĐÀI CỌC VÀ SỐ LƯỢNG CỌC : 1.1) Diện tích sơ bộ của đáy đài được xác định : -Chọn khoảng cách giữa tim hai cọc là 3d = 3*0.3=0.9 (m) thì ứng suất trung bình dưới đáy đài là. 2 2 2 89.8 110.86( / ) (3 ) 0.9 tt oQp T m d    _ 2*1.1 110.86 2*1.5*1.1 107.56( / )tt ttop p h T m     119 2570 5.3( ) 107.56 tt sb tt o NF m p    -Trọng lượng sơ bộ đài và đất phủ trên đài cọc : Nđđ = 1.1  Fsb  tb  h = 1.1  5.3  2 1.5 = 17.49 (T) -Số lượng cọc trong mĩng : 570 17.491.2 7.85 89.8c o Nn Q       (cọc)  =1.2 -1.4.(sách nền mĩng Lê Anh Hồng trang 133) .Chọn  =1.2 Chọn 9 cọc (3030cm) để bố trí -Sơ đồ bố trí các cọc trong đài : 1.2) Kiểm tra tải tác dụng lên đầu cọc : -Tải do cơng trình tác dụng lên đầu cọc xác định theo cơng thức :   2 max 2 max minmax, .. i tt y i tt x c tt x xM y yM n Np -Diện tích của đài cọc chọn : Fđ = 2.4*2.4=5.76(m2) -Trọng lượng của đất và đài : 120 Nđđ = 1.1  Fđ  tb  hm = 1.1  5.76  2 1.5 = 19 (T) -Tổng tải trọng của cơng trình và trọng lượng của đất, đài cọc : ttoN = 570+ 19 = 589 (T) *1.2 589*1.2 78.5( ) 9 tt o o NP T n    *Vậy thỏa điều kiện p < Qo -Tính moment tại đáy bệ:  m tt x tt ox tt x hQMM 47.33+7.76*1.5 =58.97(T.m)  m tt y tt oy tt y hQMM 17.29+20.57*1.5= 48.15(T.m) Với Xmax= 0.9 m Ymax= 0.9 m Pttmax = cn N +  2 max. i tt y x xM +  2 max. i tt x y yM = 589 9 + 2 48.15 0.9 6*0.9 x + 2 58.97 0.9 6*0.9 x = 85.28 (T) Pttmin = cn N -  2 max. i tt y x xM -  2 max. i tt x y yM = 589 9 - 2 48.15 0.9 6*0.9 x - 2 58.97 0.9 6*0.9 x =45.6(T) +Pttmax = 85.28(T) < 89.8( ) 1.4 tc o QQ T  Thỏa điều kiện cọc biên chịu tải lớn nhất +Pttmin = 45.6(T) > 0 Khơng kiểm tra cọc chịu nhổ + 85.28 45.6 65.44( ) 2 tt tbP T    *Vậy cọc thỏa mãn điều kiện lực lớn nhất truyền xuống dãy cột biên và ta khơng cần phải kiểm tra cọc theo điều kiện chịu nhổ vì Pmin > 0. 2) TÍNH LÚN CHO MĨNG CỌC: 2.1) Xác định kích thước khối mĩng quy ước : -Độ lún của nền mĩng cọc được tính theo độ lún của nền khối mĩng qui ước cĩ mặt cắt là abcd được giới hạn bởi mặt đất,đường thẳng nối các mũi cọc và hai 121 cạnh là hai đường thẳng đi qua các mép ngồi của hàng cọc biên và ở khoảng cách L.tg       4 tb . (7.6 4.6) (15.7 8.8) (26.36 10) 18.7 (4.6 8.8 10) o o o i i o tb i h x x x h            18.7 4.7 4 4 o otb    Kích thước mĩng khối qui ước : Bqu = B’ + 2*tg( 4  )*Lc =(2.4– 0.25) + 2* tg4.70*23.4 = 6( m) Lqu = L’ + 2*tg( 4  )*Lc =(2.4– 0.25) + 2* tg4.70*23.4 = 6( m) Vậy kích thước dưới đáy mĩng khối qui ước như sau : B qu x L qu = 6*6=36(m 2) 4.2) Xác định khối lượng khối mĩng quy ước :  tb = 2 -> 2.2 (T/m 3) dn tb từ lớp thứ 1 đến lớp thứ 3 30.495*4.6 0.894 8.8 0.928 10 0.83( / ) 4.6 8.8 10 dn tb x x T m      - Trọng lượng khối mĩng qui ước từ đế đài trở lên MĐTN : N1tc = bxlx hm . tb = 6x6 x1.5x2=108(T) -Trọng lượng khối mĩng qui ước tính từ đáy đài đến mực nước ngầm ở độ sâu 6.5m: N2tc = (bxl-Fc) hm . tb =(6*6 -9*0.09)*0.6*2=42.23(T) Trọng lượng khối mĩng qui ước tính từ mực nước ngầm đến mũi cọc. N3tc = (bxl-Fc) hm . tbdn =(6*6-9*0.09)*24*0.72=608.08(T) Trọng lượng của các cọc là: Nc = n.FC tb lc = 9*0.09*2*23.4 =37.91(T) *Vậy trọng lượng của khối mĩng qui ước là: 122 NMtc =   3 1i tc iN + Nc = 108+42.23+608.08+37.9=796.21(T) + Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối qui ước: Nqutc = N0tc+ NMtc = 570 1.15 +796.21 = 1291.9(T) 3) Kiểm tra áp lực tiêu chuẩn và cường độ tiêu chuẩn ở đáy khối qui ước. -Momen tiêu chuẩn tương ứng với trọng tâm đáy khối qui ước : tc oxM = 41.159 6.75*23.4 199.11( )tc tcx x mM Q xH T    tc oyM = 15.03 17.89*23.4 433.66( ) tc tc y y mM Q xH T    -Độ lệch tâm: e x = tc ox tc qu M N = 199.11 1291.9 = 0.154(m) e y = tc oy tc qu M N = 433.66 1291.9 = 0.356(m) Ap lực tiêu chuẩn ở đáy khối qui ước là: tcmax = ququ tc qu LB N (1+ qu y qu x L e B e 66  ) tcmax = 1291.9 6*6 (1+ 6 0.154 6 0.356 6 6 x x  ) = 54.2(T/m2) tcmin = ququ tc LB N 0 (1- 66 yx qu qu ee B L  ) tcmin = 1291.9 6*6 (1- 6 0.154 6 0.356 6 6 x x  ) = 17.58(T/m2) tctb = 54.2 17.58 2  = 35.89(T/m2) Cường độ tiêu chuẩn ở đáy khối qui ước là: Rtc = tck mm 21 (Ab 1 +Bh 2 +Dc- oh2 ) Ktc =1 m1=1.3 m2=1.3 1 = 0.928 (T/m 3) Trọng lượng riêng đẩy nổi của lớp đất dưới đáy khối qui ước 123 2 =   i ii h h. : Trọng lượng riêng đẩy nổi của lớp đất trên đáy khối mĩng qui ước 2 = 30.495*4.6 0.894 8.8 0.928 10 0.83( / ) 4.6 8.8 10 dn tb x x T m      tc = 26o4’  A =0.87 ; B =4.51 ; D = 7.02 c = 0.02kg/cm2 bM = 6m ; hM = 24 m h0 =hm =1.5(Vì tầng hầm cĩ bề rộng >20m) Gĩc ma sát trong  =26o4’  0.87 4.51 7.02 A B D      *Vậy sức chịu tải của nền đất dưới mĩng khối qui ước : Rtc= 1.3x1.3 1 (1.1*0.87*6*0.928+1.1*4.51*23.4*0.83+3*0.02) =172(T/m2) -Từ đĩ ta cĩ: tcmax = 54.2 (T/m 2)< 1.2 Rtc = 1.2 x 172 = 206.4 (T/m2) tcmin = 17.58(T/m 2) > 0 tctb = 35.89(T/m 2) < Rtc =172 (T/m2) *Vậy ta cĩ thể tính tốn độ lún của nền dưới đáy mĩng quy ước theo mơ hình nữa khơng gian biến dạng tuyến tính.Lúc đĩ giới hạn nền lấy đến độ sâu mà ứng suất gây lún bằng 0.2 lần ứng suất bản thân. 4.4) Tính lún cho nền : -Độ lún được tính theo cơng thức sau: i n i gl zi i i hx E S    1   Với i quy phạm cho phép lấy =0.8 cmS gh 8][  (Cơng trình khung BTCT cĩ tường chen) -Ứng suất bản thân tại các lớp đất : iibtzi xh   +Lớp đất bùn sét ( dày 11.7 m ) : 124 11.7 11.7*0.495 5.79 bt z    (T/m 2) +Lớp đất sét ( dày 8.8 m, cĩ tính đẩy nổi ) : 20.5 5.79 8.8*0.894 13.66 bt z     (T/m 2) +Tại lớp cát mịn tính đến đầu mũi cọc( cĩ tính đẩy nổi ): 30.5 13.66 10*0.928 22.94 bt z     (T/m 2) -Ứng suất gây lún ở đáy khối mĩng quy ước : 0 35.89 22.94 12.95 gl tc bt z tb        (T/m 2) Xét tỉ số 6 1 6 M M L B   Chia đất nền dưới đáy khối mĩng quy ước thành các lớp bằng nhau và bằng Bm/5=6/5=1.2 (m) Bảng tính lún cho khối mĩng quy ước : Độ lún của nền : Điểm Độ sâu z LM/BM z/BM Ko sgl sbt 0 0 1 0 1 12.95 22.94 1 1.2 1 0.2 0.9184 11.89 24.054 2 2.4 1 0.4 0.7856 10.17 25.167 3 3.6 1 0.6 0.6357 8.23 26.281 4 4.8 1 0.8 0.4859 6.29 27.394 5 6.0 1 1 0.336 4.35 28.508 125 1 0.8 0.8*1.2. 653 i gl zi i i i S h E     ( 12.95 4.3511.89 10.17 8.23 6.29 ) 2 2      0.066(m) *Vậy: S =0.066 m = 6.6 cm độ lún của khối mĩng quy ước thỏa. 3) TÍNH TỐN ĐỘ BỀN VÀ CẤU TẠO CHO ĐÀI CỌC : 126 3.1)Kiểm tra điều kiện chọc thủng. -Vẽ tháp đâm thủng: Chiều cao đài cọc chọn là h = 1.2m . Tiết diện cột 60x60 cm * Từ tháp đâm thủng thì thấy đáy tháp nằm trùm ra ngồi trục cọc.Như vậy đài cọc khơng bị đâm thủng. 3.2)Tính tốn độ bền và cấu tạo đài cọc: a/ Sơ đồ tính : -Xem đài cọc như một dầm cơng xơn bị ngàm và tiết diện đi qua mép cột và bị uốn bởi các phản lực đầu cọc : 127 -Moment tại ngàm xác định theo cơng thức : i n i i PrM    1 Trong đĩ : n là số lượng cọc trong phạm vi cơngxơn PI phản lực đầu cọc thứ i, rI :khoảng cách từ mặt ngàm đến trục i -Diện tích cốt thép tính theo cơng thức : oa a hR MF 9.0  Trong đĩ : M là moment tại tiết diện đang xét . ho là chiều cao làm việc của đài tại tiết diện đĩ(ho=12-0.15=10.5cm) Ra : cường độ tính tốn của thép . b/ Tính tốn cốt thép : Số liệu tính tốn : bêtơng mác 300 Rn = 130 (KG/cm2) ; thép AII Ra = 2800 (KG/cm2) Chiều cao đài 1,2m ; lớp bêtơng bảo vệ 5 cm ; cọc ngàm vào đài 30= 500mm, độ sâu chơn cột vào đài khoảng 10cm. -Moment theo phương I-I : 3 6 9 max 85.28( )P P P P T    128 MI-I = 3PmaxrI = 3*85.28*0.9= 230.26(T.m) Diện tích cốt thép : 5 1 230.26*10 0.9 0.9*2800*105 I a o MFa R h   = 87.02 (cm2) Chọn 18 thanh 25 đặt a140 để bố trí ( Fachọn = 88.362cm2) - Moment theo phương II-II : lấy như phương I-I ( vì mĩng vuơng bố trí 9 cọc đối xứng ) Chọn 18 thanh 25 đặt a140 để bố trí ( Fachọn = 88.362cm2)