Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG ------------------------------- ISO 9001 - 2015 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP TRƯỜNG THPT YÊN BÁI Sinh viên : PHAN MINH DIỄM Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS. ĐOÀN VĂN DUẨN ThS. NGUYỄN TIẾN THÀNH HẢI PHÒNG 2019 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG ------------------------------- TRƯỜNG THPT YÊN BÁI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP HỆ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Sinh viên : PHAN MINH DIỄM Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS. ĐOÀN VĂN DUẨN ThS. NGUYỄN TIẾN THÀNH HẢI PHÒNG 2019 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG -------------------------------------- NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Sinh viên: Phan Minh Diễm Lớp: XD1801D Mã số: 1412104016 Ngành: Xây dựng dân dụng và công nghiệp Tên đề tài: Trường THPT Yên Bái 3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG LỜI CẢM ƠN Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của đất nước, ngành xây dựng cũng theo đà phát triển mạnh mẽ. Trên khắp các tỉnh thành trong cả nước các công trình mới mọc lên ngày càng nhiều. Đối với một sinh viờn như em việc chọn đề tài tốt nghiệp sao cho phù hợp với sự phát triển chung của ngành xây dựng và phù hợp với bản thân là một vấn đề quan trọng. Với sự đồng ý và hướng dẫn của Thầy giáo ĐOÀN VĂN DUẨN em đó chọn và hoàn thành đề tài: TRƯỜNG THPT YÊN BÁI để hoàn thành được đồ án này, em đó nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình, sự hướng dẫn chỉ bảo những kiến thức cần thiết, những tài liệu tham khảo phục vụ cho đồ án cũng như cho thực tế sau này. Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình đối với sự giúp đỡ quý báu đó của các thầy. Cũng qua đây em xin được tỏ lòng biết ơn đến ban lãnh đạo trường Đại Học Quản Lý Và Công Nghệ Hải Phòng, ban lãnh đạo Khoa Xây Dựng, tất cả các thầy cô giáo đó trực tiếp cũng như gián tiếp giảng dạy trong những năm học vừa qua. Bên cạnh sự giúp đỡ của các thầy cô là sự giúp đỡ của gia đình, bạn bố và những người thân đó giúp phần giúp em trong quá trình thực hiện đồ án cũng như suốt quá trình học tập, em xin chân thành cảm ơn và ghi nhận sự giúp đỡ đó. Quá trình thực hiện đồ án tuy đó cố gắng học hỏi, xong em không thể tránh khỏi những thiếu sót do tầm hiểu biết cũng hạn chế và thiếu kinh nghiệm thực tế , em rất mong muốn nhận được sự chỉ bảo thêm của các thầy cô để kiến thức chuyên ngành của em ngày càng hoàn thiện. Một lần nữa em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới toàn thể các thầy cô giáo, người đã dạy bảo và truyền cho em một nghề nghiệp, một cách sống, hướng cho em trở thành một người lao động chân chính, có ích cho đất nước. Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên : PHAN MINH DIỄM 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG KHOA XÂY DỰNG ---------------    ---------------- PHẦN I KIẾN TRÚC (10%) NHIỆM VỤ THIẾT KẾ: CHỈNH SỬA MẶT BẰNG, MẶT ĐỨNG, MẶT CẮT CÔNG TRÌNH GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS. ĐOÀN VĂN DUẨN SINH VIÊN TH ỰC HI ỆN : PHAN MINH DIỄM LỚP : XD1801D 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 1.1.Nhiệm vụ thiết kế - Nghiên cứu hồ sơ kiến trúc, sửa đổi bổ sung các chi tiết còn thiếu sót hoặc chưa hợp lý. - Chỉnh sửa các mặt bằng, mặt cắt, mặt đứng và các chi tiết cần thiết của công trình, có ghi đầy đủ kích thước. - Thuyết minh giới thiệu về công trình bao gồm: Sự cần thiết đầu tư xây dựng, vị trí địa lý, điều kiện địa hình, địa chất, đặc điểm về kiến trúc và cấu tạo. 1.2.Giới thiệu công trình 1.2.1. Vị trí xây dựng, đặc điểm kiến trúc công trình - Công trình “TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG YÊN BÁI”. Được xây dựng tại tỉnh Yên Bái. - Công trình gồm 6 tầng, công trình dạng chữ nhật có chiều dài các cạnh là (10x63.25)m, công trình có hình khối, kiến trúc đơn giản,đáp ứng đầy đủ công năng sử dụng. - Công trình có tổng chiều cao từ cos 0,00 đến cos đỉnh mái là 25.2m , chiều cao các tầng là 3.7(m). 1.2.2. Sự cần thiết phải đầu tư Đất nước ta đang trong thời kỳ đổi mới, đó và đang ngày càng phát triển mạnh mẽ về mọi mặt để đất nước sánh vai cùng các cường quốc năm châu. Do đó việc đi cùng nó là các cơ sở hạ tầng cũng đã và đang được phát triển, xây dựng mới. Công trình “TRƯỜNG THPT YÊN BÁI” ngoài việc tạo không gian môi trường học tập cho các học sinh thì công trình cũng được xây dựng cùng với sự phát triển của đất nước. Yêu cầu cơ bản của công trình: Công trình thiết kế cao tầng, kiến trúc đẹp mang tính hiện đại, tính bền vững cao. Đáp ứng yêu cầu sử dụng và quy hoạch tỉnh trong tương lai. Bố trí thang bộ đầy đủ đảm bảo giao thông thuận tiện và yêu cầu thoát hiểm. Bố trí đầy đủ thiết bị có liên quan như điện, nước, cứu hoả, vệ sinh và an ninh. 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 1.3 Các giải pháp kiến trúc của công trình 1.3.1. Giải pháp thiết kế mặt bằng Công trình gồm có 6 tầng nổi, có mặt bằng điển hình giống nhau, hệ kết cấu khung bê tông cốt thép. Các phòng được bố trí đảm bảo công năng sử dụng, không gian giao thông theo phương ngang được bố trí hợp lý tạo nên sự thông thoáng cho công trình. Tất cả các phòng đều được chiếu sáng tự nhiên tốt. Không gian giao thông theo phương đứng được giải quyết nhờ sự bố trí hợp lý cầu thang bộ. Công trình có bố trí hộp vòi chữa cháy ở mỗi sảnh cầu thang của từng tầng. Công trình sử dụng hệ thống báo cháy tự động, các tầng đều có hộp cứu hỏa, bình khí để chữa cháy kịp thời khi có sự cố xảy ra. 1.3.2. Giải pháp mặt đứng Ta chọn giải pháp đường nét kiền trúc thẳng kết hợp với vật liệu kính tạo nên nét kiến trúc hiện đại phù hợp với tổng thể cảnh quan xung quanh. Giao thông theo phương đứng được giải quyết bởi việc bố trí thang bộ đảm bảo thuận tiện giao thông theo phương đứng giữa các tầng. 1.3.3. Giải pháp về thông gió Công trình được thiết kế hệ thống thông gió nhân tạo theo kiểu điều hoà trung tâm được đặt ở tầng một. Từ đây các hệ thống đường ống toả đi toàn bộ ngôi nhà và tại từng khu vực trong một tầng có bộ phận điều khiển riêng. Tận dụng cầu thang làm giải pháp thông gió và tản nhiệt theo phương đứng. 1.3.4. Giải pháp về chiếu sáng Kết hợp chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo. Chất lượng môi trường sáng liên quan đến việc loại trừ sự chói loá, không gian và hướng ánh sáng, tỷ lệ độ chói nội thất và đạt được sự thích ứng tốt của mắt. Chiếu sáng nhân tạo cho công trình gồm có: hệ thống đèn đường, đèn chiếu sáng phục vụ giao thông. Trong công trình sử dụng hệ đèn tường và đèn ốp trần. Có bố trí thêm đèn ở ban công, hành lang, cầu thang. 1.3.5. Hệ thống điện nước 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước của thành phố, đáp ứng đủ với nhu cầu sử dụng. Toàn bộ hệ thống thoát nước phải qua trạm sử lý nước thải. Hệ thống nước cứu hoả được thiết kế riêng biệt gồm một trạm bơm tại tầng một, hệ thống đường ống riêng đi toàn bộ ngôi nhà. Nguồn điện cung cấp cho công trình được lấy từ mạng điện của thành phố qua trạm biến thế và phân phối đến các tầng bằng dây cáp bọc trì hoặc đồng. Ngoài ra còn có một máy phát điện dự phòng để dự phòng để chủ động những lỳc mất điện. 1.3.6. Hệ thống cấp, thoát nước, xử lý rác thải Hệ thống cấp nước sinh hoạt: Nước từ hệ thống cấp nước được chuyển qua đồng hồ tổng và qua hệ thống máy bơm đặt ở phòng kỹ thuật nước tại tầng hầm để gia tăng áp lực nước sử dụng. Nước từ bể được đưa đi các tầng đảm bảo áp lực nước cho phép, điều hoà lưu lượng và phân phối nước cho công trình theo sơ đồ phân vùng và điều áp. Hệ thống thoát nước: Nước thải sinh hoạt, nước mưa được thu vào sê nô, các ống dẫn đưa qua hệ thống xử lý sơ bộ rồi mới đưa vào hệ thống thoát nước thành phố. Hệ thống xử lý rác thải: Rác thải được gom ở tầng 1 rồi được đưa tới khu xử lý rác của thành phố. 1.3.7. Hệ thống phòng hỏa và cứu hỏa 1.3.7.1 Hệ thống báo cháy Thiết bị phát hiện báo cháy được bố trí ở mỗi tầng và mỗi phòng, ở hành lang hoặc sảnh của mỗi tầng. 1.3.7.2. Hệ thống cứu hoả Nước: Được lấy từ bể ngầm và các họng cứu hoả của khu vực. Các đầu phun nước được bố trí ở từng tầng, ở từng phòng đều bố trí các bình cứu cháy khô. 1.3.7.3 Hệ thống chống sét Công trình được thiết lập hệ thống chống sét bằng thu lôi chống sét trên mái đảm bảo an toàn cho công trình, thiết bị và con người. 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG - Trụ đỡ kim thu sét làm bằng sét tráng kẽm đường kính 60mm, dài 2m, được lắp đặt trên nóc công trình. - Dây dẫn nối từ cột chống sét xuống đất làm từ dây đồng - Thiết bị tiếp đất phải được chôn ở một độ sâu nhất định dưới lòng đất và phải tiếp xúc tốt với mặt đất để dẫn dũng điện khi bị sét đánh. 1.4 Kết luận Qua phân tích như đã nêu trên phương án xây dựng công trình “TRƯỜNG THPT YÊN BÁI” đưa ra hợp lý bảo đảm yêu cầu kỹ thuật và mục đích sử dụng. 9 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG KẾT CẤU (45%) NHIỆM VỤ THIẾT KẾ: - THIẾT KẾ SÀN TẦNG 4 - THIẾT KẾ KHUNG TRỤC 14 - THIẾT KẾ MÓNG DƯỚI KHUNG TRỤC 14 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : PGS.TS. ĐOÀN VĂN DUẨN SINH VIÊN THỰC HIỆN : PHAN MINH DIỄM LỚP : XD1801D 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG CHƯƠNG 1 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU 1.1. Khái quát chung Xuất phát từ đặc điểm công trình là khối nhà nhiều tầng, chiều cao công trình lớn, tải trọng tác dụng vào cộng trình tương đối phức tạp. Nên cần có hệ kết cấu chịu hợp lý và hiệu quả. Có thể phân loại các hệ kết cấu chịu lực như sau: + Nhóm các hệ cơ bản: Hệ khung, hệ tường, hệ lõi, hệ hép. + Nhóm các hệ hỗn hợp: Được tạo thành từ sự kết hợp giữa hai hay nhiều hệ cơ bản trên. 1.1.1. Hệ khung chịu lực Hệ kết cấu thuần khung có khả năng tạo ra các không gian lớn, linh hoạt thích hợp với các công trình công cộng. Có sơ đồ làm việc rõ ràng nhưng lại có nhược điểm là kém hiệu quả khi chiều cao công trình lớn, khả năng chịu tải trọng ngang kém, biến dạng lớn. Trong thực tế kết cấu thuần khung BTCT được sử dụng cho các công trình có chiều cao 20 tầng với cấp phòng chống động đất  7, 15 tầng đối với nhà trong vùng có chấn động động đất đến cấp 8 và 10 tầng đối với cấp 9. 1.1.2. Hệ kết cấu vách và lõi cứng chịu lực Hệ kết cấu vách cứng có thể được bố trí thành hệ thống thành một phương, hai phương hoặc liên kết lại thành các hệ không gian gọi là lõi cứng. Đặc điểm quan trọng của loại kết cấu này là khả năng chịu lực ngang tốt nên thường được sử dụng cho các công trình có chiều cao trên 20 tầng. 1.1.3. Hệ kết cấu khung - giằng (Khung và vách cứng) Hệ kết cấu khung giằng (khung và vách cứng) được tạo ra bằng sự kết hợp hệ thống khung và hệ thống vách cứng. Hệ thống vách cứng thường được tạo ra tại khu vực cầu thang bộ, cầu thang máy. Hai hệ thống khung và vách được liên kết với nhau qua hệ kết cấu sàn trong trường hợp này hệ sàn liên khối có ý nghĩa rất lớn. Hệ khung chủ yếu được thiết kế để chịu tải trọng thẳng đứng. 11 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 1.2. Giải pháp kết cấu công trình 1.2.1. Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực chính Công trình cần thiết kế có: Diện tích mặt bằng tương đối lớn, mặt bằng đối xứng, hình dáng công trình theo phương đứng đơn giản không phức tạp. Dựa vào các đặt điểm cô thể của công trình ta chọn hệ kết cấu chịu lực chính của công trình là hệ khung BTCT chịu lực. 1.2.2. Phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu sàn nhà Trong công trình hệ sàn có ảnh hưởng rất lớn tới sự làm việc không gian của kết cấu. Ta xét các phương án sàn sau: 1.2.2.1. Sàn sườn toàn khối Cấu tạo bao gồm hệ dầm và bản sàn. Ưu điểm: Tính toán đơn giản,chiều dày sàn nhỏ nên tiết kiệm vật liệu,do vậy giảm tải do tĩnh tải sàn. Hiện nay đang được sử dụng phổ biến ở nước ta. Nhược điểm: Chiều cao dầm và độ võng của bản sàn rất lớn khi vượt khẩu độ lớn, dẫn đến chiều cao tầng của công trình lớn nên gây bất lợi cho kết cấu công trình khi chịu tải trọng ngang và không tiết kiệm chi phí vật liệu. 1.2.2.2. Sàn ô cờ Cấu tạo gồm hệ dầm vuông góc với nhau theo hai phương, chia bản sàn thành các ô bản kê bốn cạnh có nhịp bộ.Phù hợp cho nhà có hệ thống lưới cột vuông. Ưu điểm: Tiết kiệm được không gian sử dụng và có kiến trúc đẹp, thích hợp với các công trình yêu cầu thẩm mỹ cao và không gian sử dụng lớn. Nhược điểm: Không tiết kiệm, thi công phức tạp. 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 1.2.2.3. Sàn không dầm (sàn nấm) Cấu tạo gồm các bản kê trực tiếp lên cột. Đầu cột làm mũ cột để đảm bảo liên kết chắc chắn và tránh hiện tượng đâm thủng bản sàn. Phù hợp với mặt bằng có các ô sàn có kích thước như nhau. Ưu điểm: + Chiều cao kết cấu nhỏ nên giảm được chiều cao công trình.Tiết kiệm được không gian sử dụng + Thích hợp với những công trình có khẩu độ vừa (6  8 m) và rất kinh tế với những loại sàn chịu tải trọng >1000 (kG/m2). Nhược điểm: + Chiều dày bản sàn lớn, tốn vật liệu. + Tính toán phức tạp, thi công khó. Kết luận: Từ các căn cứ trên: Em đi đến kết luận lựa chọn phương án sàn sườn bê tông cốt thép đổ toàn khối (sàn tựa lên dầm, dầm tựa lên cột). 1.3. Lựa chọn sơ bộ kích thước cấu kiện 1.3.1. Chọn chiều dày bản sàn - Tính sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức: hb  D.L m + hb : chiều dày bản sàn + m : Hệ số phụ thuộc vào loại bản, bản dầm m = (3035 ), bản kê m=(4045 ), bản công xôn m=(4045 ). + D : hệ số phụ thuộc vào tải trọng D = (0,8  1,4). - Dựa vào kích thước các cạnh của bản sàn ta phân các ô sàn ra làm 2 loại: + Các ô sàn có tỷ số các cạnh L2/L1 ≤ 2  ô sàn làm việc theo 2 phương (thuộc loại bản kê 4 cạnh). + Các ô sàn có tỷ số các cạnh L2/L1 2  ô sàn làm việc theo 1 phương (thuộc loại bản dầm). - Từ mặt bằng kết cấu ta xác định ô sàn có kích thước lớn nhất là: 13 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG (L2xL1) = (4,5x4,0)m  L2 = 4,5 =1,125 , bản làm việc 2 phương(bản loại bản kê). L1 4,0 Với loại bản kê m=(4045 ), chọn m=45 Với tải trọng trung bình, chọn D=1,1.  D. L 1 1,1.4,0 = =0.98 m 45 Sơ bộ chọn chiều dày sàn các tầng là hb= 10 (cm). 1.3.2. Chọn kích thước tiết diện dầm h - Sơ bộ chọn chiều cao tiết diện dầm theo công thức: 1 L md + L : là nhịp của dầm đang xét. + md: hệ số, với dầm phụ m d 12 20 ; với dầm chính md 8 12 , và chọn giá trị lớn hơn với dầm liên tục và chịu tải trọng tương đối bộ. - Chọn bề rộng tiết diện dầm theo môdun: b=220 mm. - Chọn chiều cao tiết diện dầm theo nhịp dầm: + Dầm nhịp AB: L=3,0m ( 18 : 121 ) . L=¿.3000 h= ¿( 250:375) mm Chọn h=350 mm. + Dầm nhịp BC: L=8,0 m ( 18 : 121 ) . L=¿.8000 h= ¿ ( 666 :1000 ) mm Chọn h=700 mm. + Dầm dọc: L=4,5 m ( 18 : 121 ) . L=¿.4500 h= ¿ ( 375 :562 ) mm Chọn h=400 mm + Dầm phụ: L=4,5 m ( 121 : 201 ) . L=¿.4500 h= ¿ ( 225 :375 ) mm Chọn h=300 mm. 1.3.3. Chọn kích thước tiết diện cột 14 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG - Sơ bộ chọn kích thước cột theo công thức: A yc K N Rb + Rb: cường độ tính toán của bêtông, giả thiết bê tông dựng có cấp độ bền B20: R b 11,5  MPa  115 kG / cm 2   + K: hệ số dự trữ cho mô men uốn, K 1,2 1,5 . + N: lực nén lớn nhất tác dụng lên chân cột: N S q n + S: diện chịu tải của cột. + n: số tầng nhà. 2 + q: tải trọng sơ bộ tính trên 1 m2 sàn ( lấy q 1T / m đối với nhà dân dụng) . + Xác định sơ bộ tiết diện cột trục B: Ta có diện chịu tải lớn nhất của cột trục B : Sb = 4,5.5,5 = 24,75 ( m2 )  N = 24,75.10.6 = 1485 ( Kg/cm2) Ta có diện tích yêu cầu: Ayc = Chọn sơ bộ tiết diện cột : ( 1,2:1,5 ) .1485 =(1549:1937) cm2 1,15 , bxh = 30x55 A = 1650 cm2 Kiểm tra điều kiện ổn định của cột: Ta kiểm tra điều kiện ổn định của cột theo công thức:  l0  0 b 15 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG lo = 0,7.3.7 = 2,59 (m)  2,59 =8.6 < o Tiết diện đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định. 0,3 + Xác định sơ bộ tiết diện cột trục C: Ta có diện chịu tải lớn nhất của cột C1 : Sc = 4,5 x 4 = 18 ( m2 )  N = 18x10x6 = 1080 ( Kg/cm2) Cột trục C có diện chịu tải Sc nhỏ hơn diện chịu tải của cột trục B, để thiên về an toàn và định hình hóa ván khuôn, ta chọn kích thước tiết diện cột trục C (bcxhc =30x55cm) bằng với cột trục B. + Xác định sơ bộ tiết diện cột trục A: Ta có diện chịu tải lớn nhất của cột trục C : S = 4,5.1,5 = 6,75 ( m2 )  N = 6,75.10.6 = 405 ( Kg/cm2) Ta có diện tích yêu cầu: Ayc = ( 1,2:1,5 ) .405 =( 422,6 :528,2) cm2 1,15 2 Chọn sơ bộ tiết diện cột : b h  22 22  cm , A 484(cm ) Kiểm tra điều kiện ổn định của cột: Ta kiểm tra điều kiện ổn định của cột theo công thức:  l0  0 b lo = 0,7.l = 0,7.3,7 = 2,59 (m)  2,59 11,77 0,22 <  0 31  Tiết diện đã chọn đảm bảo điều kiện ổn định. Càng lên cao lực dọc càng giảm nên ta chọn kích thước tiết diện cột nhưu sau : + Cột trục B và trục C có kích thước : - bcxhc = 30x55 (cm) cho cột tầng 1, 2 và 3 - bcxhc = 30x45 (cm) cho cột tầng 4, 5 và 6 + Cột trục A có kích thước : bcxhc = 22x22 (cm) từ tầng 1 đến 6. - Từ việc chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện ta xác định được các mặt bằng kết cấu (bản vẽ KC-01). 1.4. Phương pháp tính toán hệ kết cấu 1.4.1. Lựa chọn sơ đồ tính 16 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG - Với độ chính xác cho phép và phù hợp với khả năng tính toán hiện nay, đồ án sử dụng sơ đồ đàn hồi, và sơ đồ khớp dẻo hệ sàn sườn BTCT toàn khối. 1.4.2. Tải trọng đứng - Tải trọng thẳng đứng trên sàn gồm tĩnh tải và hoạt tải . - Tải trọng chuyển từ tải sàn vào dầm rồi từ dầm vào cột. - Tải trọng truyền từ sàn vào khung được phân phối theo diện truyền tải: l2 Với bản có tỷ số l1 2 thì tải trọng sàn được truyền theo hai phương: Trong tính toán để đơn giản hoỏ người ta qui hết về dạng phân bố đều để cho dễ tính toán + Với tải trọng phân bố dạng tam giác qui về tải trọng phân bố đều theo CT: 5 l g b +p b  . 1  q td = 8  2 với g b và p b : là tĩnh tải và hoạt tải bản. + Với tải trọng phân bố dạng hình thang quy về tải trọng phân bố theo công 2 3 l1 l2 2 với = 2l2 1-2 +   g b +q b  thức: q td =k.qmax=  Bao gồm trọng lượng bản thân kết cấu và các hoạt tải tác dụng lên sàn, mái. đều quy về tải trọng phân bố đều trên diện tích ô sàn. 1.4.3. Tải trọng ngang. Tải trọng gió tĩnh (với công trình có chiều cao nhỏ hơn 40 m nên theo TCVN 2737-1995 ta không phải xét đến thành phần động của tải trọng gió và tải trọng do lực động đất gây ra). 1.5. Xác định nội lực 1.5.1. Cơ sở xác định nội lực - Để xác định nội lực và chuyển vị, sử dụng các chương trình phần mềm tính kết cấu ETABS. Đây là chương trình tính toán kết cấu rất mạnh hiện nay. 1.5.2. Tổ hợp nội lực và tính toán cốt thép Ta có thể sử dụng các chương trình tự lập bằng ngôn ngữ EXEL. Ta có thể dựa vào chương trình phần mềm ETABS để tính toán và tổ hợp sau đã chọn và bố trí cốt thép có tổ hợp và tính thép bằng tay cho một số phần tử. 1.6. Vật liệu sử dụng cho công trình 17 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Để việc tính toán được dễ dàng, tạo sự thống nhất trong tính toán kết cấu công trình, toàn bộ các loại kết cấu dựng: - Bê tông cấp độ bền B20 có: R b 11,5  MPa  R bt 0,9  MPa  E b 2,7 104  MPa  ; ; - Cốt thép : R 175  MPa  R sc 225  MPa  E s 21104  MPa  CI: R s 225  MPa  ; s w ; ; R 225  MPa  R sc 280  MPa  CII : R s 280  MPa  ; s w ; ; E s 21104  MPa  b 1 ; R 0,623 ;  R 0, 429 1.7. Các tài liệu, tiêu chuẩn sử dụng trong tính toán kết cấu Tiêu chuẩn tải trọng và tác động: TCVN 2737-1995 Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu BT và BTCT : TCVN 5574-2012 Chương trình tính kết cấu: phần mềm ETABS. Sổ tay kết cấu công trình. 18 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ SÀN TẦNG 4 2.1. Sơ bộ chọn chiều dày bản sàn - Tính sơ bộ chiều dày bản sàn theo công thức: hb  D.L m Trong đã: + hb : chiều dày bản sàn + m : Hệ số phụ thuộc vào loại bản, bản dầm m = (3035 ), bản kê m=(4045 ), bản công xôn m=(4045 ). + D : hệ số phụ thuộc vào tải trọng D = (0,8  1,4). - Dựa vào kích thước các cạnh của bản sàn trên mặt bằng kết cấu ta phân các ô sàn ra làm 2 loại: + Các ô sàn có tỷ số các cạnh L2/L1 ≤ 2  ô sàn làm việc theo 2 phương (thuộc loại bản kê 4 cạnh). + Các ô sàn có tỷ số các cạnh L2/L1 2  ô sàn làm việc theo 1 phương (thuộc loại bản dầm). - Ta có mặt bằng phân chia ô sàn tầng điển hình như hình vẽ: 19 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 20 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Bảng xác định loại sàn và chiều dày ô sàn: ` Công năng S1 S2 S3 Phòng học Hành lang Cầu thang Ban giám Kích thước l2/l1 l1 (m) l2 (m) 4.0 4.5 1.125 3.0 4.5 1.5 2.5 4.5 1.8 Loại sàn m D hb (m) Bản kê 4 cạnh Bản kê 4 cạnh Bản kê 4 cạnh 43 43 43 1.1 1.1 1.1 0.102 0.077 0.064 4.0 4.5 1.125 Bản kê 4 cạnh hiệu S5 WC 2.25 4.0 1.78 Bản kê 4 cạnh Sơ bộ chiều dày sàn các tầng là hb= 10 (cm). 43 1.1 0.102 43 1.1 0.057 S4 2.2 Tải trọng tác dụng lên các ô bản 2.2.1. Tĩnh tải tác dụng lên sàn + Tĩnh tải tác dụng lên 1m2 sàn S1, S4 ( phòng học);Ta có công thức g tt = h..n  h Các lớp sàn m kN/m3 Lớp gạch lát sàn Ceramic 0,01 20 Lớp vữa lót vữa XM 0,02 18 Sàn BTCT 0,10 25 Lớp vữa trát 0,015 18 Tổng tải trọng : + Tĩnh tải tác dụng lên 1m2 sàn S2 ( hành lang)  h Các lớp sàn m kN/m3 Lớp gạch lát sàn Ceramic 0,01 20 Lớp vữa lót vữa XM 0,02 18 Lớp vữa chống thấm 0,02 18 Sàn BTCT 0,10 25 Lớp vữa trát 0,015 18 Tổng tải trọng : 2 + Tĩnh tải tác dụng lên 1m sàn S3 ( cầu thang): Các lớp sàn Lớp gạch lát sàn Ceramic Lớp vữa lót vữa XM h m 0,01 0,02  kN/m3 20 18 gtc kN/m2 0,2 0,36 2,5 0,27 gtc kN/m2 0,2 0,36 0,36 2,5 0,27 gtc kN/m2 0,2 0,36 n 1,1 1,3 1,1 1,3 n 1,1 1,3 1,3 1,1 1,3 n 1,1 1,3 gtt kN/m2 0,22 0,468 2,75 0,351 3,79 gtt kN/m2 0,22 0,468 0,468 2,75 0,351 4,258 gtt kN/m2 0,22 0,468 21 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Lớp vữa chống thấm Sàn BTCT Lớp vữa trát 0,02 18 0,36 0,10 25 2,5 0,015 18 0,27 Tổng tải trọng : + Tĩnh tải tác dụng lên 1m2 sàn S5 (khu vệ sinh): Các lớp sàn h m 0,01 0,02 0,02 0,1  kN/m3 20 18 18 25 Lớp gạch lát sàn Ceramic Lớp vữa lót Lớp vữa chống thấm Sàn BTCT Thiết bị vệ sinh Lớp vữa trát 0,015 18 Tổng tải trọng : 2.2.2. Hoạt tải tác dụng lên sàn gtc kN/m2 0,2 0,36 0,36 2,5 0,5 0,27 1,3 1,1 1,3 n 1,1 1,3 1,3 1,1 1,1 1,3 0,468 2,75 0,351 4,258 gtt kN/m2 0,22 0,468 0,468 2,75 0,55 0,351 4,81 Hoạt tải sàn được lấy theo TCXDVN2737-1995 “Tải trọng và tác động” Tên ô sàn S1 S2 S3 S4 S5 Công năng Phòng học Hành lang Cầu thang Ban giám hiệu WC ptc kN/m2 2 3 3 2 2 n 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 ptt kN/m2 2.4 3.6 3.6 2.4 2.4 22 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Từ đây ta có bảng tổng hợp tải trọng tính toán của các ô sàn: Tên ô Công năng sàn S1 Phòng học S2 Hành lang S3 Cầu thang S4 Ban giám hiệu S5 WC 2.3. Sơ đồ tính Kích thước gtt ptt l1 (m) l2 (m) kN/m2 kN/m2 4.0 3.0 2.5 4.0 2.25 3.79 4.258 4.258 3.79 4.81 2.4 3.6 3.6 2.4 2.4 4.2 4.2 4.2 4.2 4.0 Để đảm bảo độ an toàn cho sàn nhà công trình, ta tiến hành tính toán các ô sàn -Sàn vệ sinh và ô sàn hành lang, cầu thang theo sơ đồ đàn hồi. -Sàn phòng học và phòng ban giám hiệu theo sơ đồ khớp dẻo. Xác định nội lực trong các dải bản theo sơ đồ đàn hồi có kể đến tính liên tục của các ô bản. a. Trường hợp: l2 l1 <2 (bản làm việc theo hai phương) Xác định sơ đồ tính của bản: hd Xét tỷ số h s để xác định liên kết giữa bản sàn với dầm: hd 3 hs : Bản sàn liên kết ngàm với dầm. hd 3 hs : Bản sàn liên kết khớp với dầm. h d 350  3,5 h 100 Dầm biên có chiều cao tiết diện là 350mm, do đã s  Toàn bộ sàn liên kết ngàm với dầm. Cắt ra một dải bản có bề rộng b = 1 (m) theo phương cạnh ngắn và cạnh dài (tính trong mặt phẳng bản) để tính toán. 23 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG S Ơ Đ Ồ TÍNH C ỦA B Ả N 2.3.1. Tính toán các ô b ản sàn 2.3.1.1. Tính toán ô b ản sàn làm vi ệc hai ph ương * Tính toán cho ô sàn S1 a. S¬ ®å tÝnh to¸n ¤ sµn S2 cã kÝch thíc « b¶n : l1= 4,0 m; l2= 4,5 m L2 4,5 XÐt tØ sè hai c¹nh « b¶n : L = 4,0 =1,125. 1 Xem b¶n chÞu uèn theo 2 ph¬ng, tÝnh to¸n theo s¬ ®å b¶n kª bèn c¹nh. b. T¶i träng tÝnh to¸n - TÜnh t¶i: g = 3,79 (kN/m2). - Ho¹t t¶i: ptt = 2,4 (kN/m2).  Tải trọng toàn phần : qb = 3,79+ 2,4 = 6,19 kN/m2 c. TÝnh néi lùc Bản liên kết cứng với dầm theo các phương. Sơ đồ tính của bản là bản liên tục tính theo sơ đồ khớp dẻo, chịu lực theo 2 phương do có tỉ số kích thước theo 2 phương là: 4,5/4,0 = 1,125 < 2. Theo mỗi phương của ô bản cắt ra một rải rộng b = 1 m. Sơ đồ tính như hình vẽ 24 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN BẢN SÀN S1 + Chiều dài tính toán: la = 4,5 – 0,35/2 – 0,3/2 = 4,175 ( m ) lb = 4,0 – 0,35/2 – 0,3/2 = 3,675 ( m ) + Xác định nội lực: Ma1 = Ma2 = q l 2 6,19. 4,1752 = = 6,75 ( KN.m) 16 16 Mb1 = Mb2 = q l 2 6,19. 3,6752 = = 5,23 ( KN.m) 16 16 2.4. Tính thép cho ô sàn Bố trí cốt thép theo phương cạnh ngắn ở dưới, cốt htép theo phương cạnh dài ở trên nên mỗi ô sàn ta đều có h01 > h02 - Theo phương cạnh ngắn Dự kiến dùng thép 8, lớp bảo vệ : a0 = 100 (mm)  a = 10 + (8/2) = 14 (mm)  h01 = 100-14 = 86 Ta tính toán và cấu tạo cốt thép cho trường hợp cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật, bề rộng b = 1000 mm; h 01 = 86 mm. - Theo phương cạnh dài Dự kiến dùng thép 8, lớp bảo vệ a0 = 10+8 = 18 (mm). Vì thép theo phương cạnh dài bố trí phía trên, do đó: a = 10 +8/2+8(mm)  h02 =100 -22 = 78 (mm) 25 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Ta tính toán và cấu tạo cốt thép cho trường hợp cấu kiện chịu uốn tiết diện chữ nhật, bề rộng b =1000 (mm); h 02 = 78 (mm). *Tính toán cốt thép cho sàn S1 a) Số liệu: b = 1(m) = 1000(mm) ; h = 100(mm). M A1 M A 2 = 6,75 (kNm) ; M B1 M B 2 = 5,23 (kNm) b) Tính thép chịu lực theo phương cạnh ngắn αm = M Rbbh02 6,75 . 106 = = 11,5 . 1000 . 862 0,08 Có αm = 0,08 < αR = 0,437 → ζ = ( 1-√ 1−2 αm) = ( 1-√ 1−2.0,08) = 0,84 As = R b ζ h 0 b b = Rs 11,5.1000.0,084.86 225 = 369,23 (mm2) Hàm lượng cốt thép: As b h0 μ= .100% = Chọ n thép 8a130 có As = 387 (mm) 369,23 1000x86 .100% = 0,43% > μmin c) Tính thép chịu lực theo phương cạnh dài αm = M Rbbh02 = 5,23 . 106 11,5 . 1000 . 782 = 0,075 Có αm = → ζ = ( 1-√ 1−2 αm) = ( 1-√ 1−2.0,075)= 0,078 As = R b ζ h 0 b b = Rs 11,5.1000.0,078.78 225 = 310,96 (mm2) Hàm lượng cốt thép: μ= As b h0 .100% = 310,96 1000x78 .100% = 0,4% > μmin 26 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Chọn thép 8a160 có As = 314 (mm) *Tính toán và bố trí thép cho ô sàn S2 Bản liên kết cứng với dầm theo các phương. Sơ đồ tính của bản là bản liên tục tính theo sơ đồ khớp dẻo, chịu lực theo 2 phương do có tỉ số kích thước theo 2 phương là: Nội lực: vì các cạnh của ô sàn đều được liên kết cứng với dầm nên nhịp tính toán được tính từ mép dầm. L1 = 3,0 m; L2 = 4,5 m Tỉ số : Theo mỗi phương của bản ta cắt ra một dải b ản rộng 1m. SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN Ô BẢN SÀN S2 + Chiều dài tính toán: la = 4,5 – 0,35/2 – 0,3/2 = 4,175 ( m ) lb = 3,0 – 0,3/2 – 0,3/2 = 2,7 ( m ) + Tải trọng tính toán : - Tĩnh tải tính toán :g = 4,258 kN/m 2 - Hoạt tải tính toán :p = 3,6 kN/m 2  Tổng tải trọng tác dụng : qb = 4,258+ 3,6 = 7,858 kN/m2 27 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG I.2.1. Xác định nội lực Ma1 = Ma2 = q l 2 7,858 . 4,1752 = = 8,56 ( KN.m) 16 16 Mb1 = Mb2 = q l 2 2,7 2 . 7,858 = = 3,58 ( KN.m) 16 16 * Tính cốt thép bản s2 ( sàn hành lang) Vật liệu: Bêtông B20 có Rb = 115 kG/cm2, Rbt = 9 kG/cm2. Cốt thép nhóm AI có Rsc = R’sc = 2250 kG/cm2. a) Tính cốt thép chịu lực theo phương cạnh ngắn (L1 = 3,0 m). Giả thiết a0= 2 cm  h0 = h- a0=10-2=8 cm αm = M Rbbh02 3,58 . 106 = = 0,049 11,5 . 1000 . 802 Có αm = 0,049 αR = 0,437 → ζ = 0,5( 1+√ 1−2 αm) = 0,5( 1+√ 1−2.0,049 = 0,975 As = M Rs ζ h 0 = 3,58.106 225.0,975.80 2 = 204 (mm ) Hàm lượng cốt thép: μ= As b h0 .100% = 204 1000x80 .100% = 0,255% > μmin Chọn thép 8a200 có As = 251 (mm) *Tính toán và bố trí cốt thép cho ô sàn S5 Bản liên kết cứng với dầm theo các phương. Sơ đồ tính của bản là bản liên tục tính theo sơ đồ đàn hồi, chịu lực theo 2 phương do có tỉ số kích thước theo 2 phương là: 3,5/2 = 1,75< 2. Theo mỗi phương của ô bản cắt ra một rải rộng b = 1 m. Sơ đồ tính như hình vẽ. 28 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN BẢN SÀN S5 + Tải trọng tính toán : - Tĩnh tải tính toán :g = 4,81 kN/m2 - Hoạt tải tính toán :p = 2,4 kN/m2  Tải trọng toàn phần : qb = 4,81+ 2,40 = 7,21 kN/m2 I.2.2. . Xác định nội lực Ma1 = Ma2 = q l 2 7,21 . 4,02 = = 7,21 ( KN.m) 16 16 q l 2 2,252 . 7,21 = Mb1 = Mb2 = = 2,28 ( KN.m) 16 16 I.2.3. . Tính cốt thép bản Vật liệu: Bêtông B20 có Rb = 115 kG/cm2, Rbt = 9 kG/cm2. Cốt thép nhóm AI có Rsc = R’sc = 2250 kG/cm2. a) Tính cốt thép chịu lực theo phương cạnh ngắn ( L1 = 2,25 m ). Giả thiết a0= 2 cm  h0 = h- a0=10 – 2 = 8cm +Tính cốt thép chịu mô men dương: αm = M Rbbh02 = 2,28 . 106 = 0,031 11,5 . 1000 . 802 Có αm = 0,031< αR = 0,437 29 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG → ζ = 0,5( 1+√ 1−2 αm) = 0,5( 1+√ 1−2.0,031 = 0,984 M Rs ζ h 0 As = 2,28.106 225.0,984.80 = = 128,73 (mm2) Hàm lượng cốt thép: As b h0 μ= 128,73 1000x80 .100% = .100% = 0,16% > μmin Chọn thép 6a200 có As = 141 (mm) b) Tính cốt thép chịu lực theo phương cạnh dài ( L2 = 4,0 m ). αm = M Rbbh02 7,21 . 106 = = 0,098 11,5 . 1000 . 802 Có αm = 0,098< αR = 0,437 → ζ = 0,5( 1+√ 1−2 αm) = 0,5( 1+√ 1−2.0,098 = 0,95 M Rs ζ h 0 As = = 7,21.106 225.0,95.80 = 421,64 (mm2) Hàm lượng cốt thép: μ= As b h0 .100% = 421,64 1000x80 .100% = 0,527% > μmin Chọn thép 8a110 có As = 457 (mm) Bố trí và cấu tạo cốt thép trong sàn - Cốt thép chịu mômen dương đặt ở lớp dưới là 8a160 kéo dài suốt cả nhịp bản. Trong đoạn bản chịu mômen âm thì đặt các cốt mũ 6a150mm chiều dài đoạn thẳng của cốt thép mũ đến mép dầm lấy bằng  lt trong đó : v l0 / 4 =1,125 m = 1125 cm Lấy đoạn kéo dài từ mép dầm :1125 cm Lấy từ trục dầm chính: 1125 + 22/2 = 1135 cm 30 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Bố trí thép sàn được thể hiện chi tiết trong bản vẽ kết cấu sàn. CHƯƠNG 3: TÍNH KHUNG TRỤC 14 SƠ ĐỒ HÌNH HỌC KHUNG NGANG 3.1. Cơ sở tính toán - Hồ sơ bản vẽ kiến trúc công trình. - Tải trọng lấy theo TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế. - TCVN 5574-2012: Kết cấu bêtông và bêtông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế * Vật liệu 31 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG - Bê tông cấp độ bền B20 : Rb = 11,5 MPa, Rbt = 0,9 MPa, E = 27x103 MPa - Cốt thép: d < 10, nhóm CI có Rs = 225 MPa, Rsw = 125 MPa, E = 21x104 MPa d  10, nhóm CII có Rs = 280 MPa, Rsc = 280 MPa, E = 21x104 MPa B20, C-I  R = 0,645 , R = 0,437 B20, C-II  R = 0,623 , R = 0,429 3.2. Sơ đồ khung trục 14 Mô hình hóa kết cấu khung thành các thanh đứng (cột) và các thanh ngang (dầm) với trục của hệ kết cấu được tính đến trọng tâm tiết diện của các thanh. a, Nhịp tính toán của dầm Nhịp tính toán của dầm lấy bằng khoẳng cách giữa các trục cột. + Xác định nhịp tính toán của dầm BC lBC = L2 + t/2 + t/2 – hc/2 – hc/2; lBC = 8,0 + 0,11 + 0,11 – 0,45/2 - 0,45/2 = 7,77 (m) (ở đây lấy trục cột là trục cột tầng 4 và 5.) + Xác định nhịp tính toán của dầm AB LAB = L1 –t/2 + hc/2 LAB = 3 – 0,11 + 0,45/2 = 3,115 (m) b, Chiều cao của cột Chiều cao của cột lấy bằng khoảng cách giữa các trục dầm. Do dầm khung thay đổi tiết diện nên ta sẽ xác định chiều cao của cột theo trục dầm hành lang (dầm có tiết diện nhỏ hơn). + Xác định chiều cao của cột tầng 1 Lựa chọn chiều sâu chon móng từ mặt đất tự hiên (cốt –0,45) trở xuống: hm = 500 (mm) = 0,5 (m)  ht1 = ht + Z + hm – hd/2 = 3,7 + 0,45 + 0,5 – 0,35/2 = 4,475 (m). (với Z=0,45m là khoảng cách từ cốt +0.00 đến mặt đất tự nhiên). + Xác định chiều cao cột tầng 2, 3, 4, 5, 6 ht2 = ht3 = ht4 = ht5 = ht6 = 3,7 (m). Ta có sơ đồ cấu kiện như hình dưới. 32 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG SƠ ĐỒ KẾT CẤU KHUNG TRỤC 14 33 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 3.2.1. Xác định tải trọng tác dụng vào khung + Tĩnh tải: tĩnh tải sàn, trọng lượng bản thân dầm, cột, tường tác dụng vào khung. + Hoạt tải: Tải trọng ô sàn truyền vào khung theo dạng hình thang, dạng hình tam giác, dạng hình chữ nhật. - Với tải trọng truyền theo dạng hình thang thì tải trọng quy về phân bố đều được tính theo công thức sau: q k .g . l l1   1 ; k 1  2. 2   3 2.l2 2 Với Tải trọng từ ô sàn truyền vào dầm dạng phân bố tam giác đưa về dạng phân bố đều: q 5.g .l1 8.2 Tĩnh tải từ ô sàn truyền vào ở dạng phân bố đều (bản loại dầm): q g .l1 2 Tĩnh tải từ tường xây truyền vào dạng phân bố đều : g  t .ht .t .n.k * Tải trọng trên 1m2 sàn: + Tĩnh tải tác dụng lên 1m2 sàn S1 (phòng học): gtt = 3,79 kN/m2 + Tĩnh tải tác dụng lên 1m2 sàn S2 ( hành lang): gtt = 4,258 kN/m2 + Tĩnh tải tác dụng lên 1m2 sàn mái: Các lớp sàn Sàn BTCT Lớp vữa trát d g M kN/m3 0,1 25 0,015 18 Tổng tải trọng : gtc kN/ m2 2,5 0,27 n 1,1 1,3 gtt kN/m 2,75 0,351 3,1 + Tĩnh tải tác dụng lên 1m2 sàn sê nô mái: 34 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG d g gtc Các lớp sàn m kN/m3 kN/ m2 Lớp vữa láng 0,02 18 0,36 Lớp vữa lót 0,02 18 0,36 Sàn BTCT 0,1 25 2,5 Lớp vữa trát 0,015 18 0,27 Tổng tải trọng : tt + Tĩnh tải mái tôn: g = n. gtc = 1,1.0,3 = 0,33 (kN/m2). n 1,3 1,3 1,1 1,3 gtt kN/m 0,468 0,468 2,75 0,351 4,04 + Hoạt tải sửa chữa mái tôn: ptt = n. ptc = 1,3.0,3 = 0,39 (kN/m2). + Hoạt tải tác dụng lên sàn mái: ptc ptt Tên ô bản n kN/m2 kN/m2 Mái không sử dụng 0,75 1,3 0,975 Từ đây ta có bảng tổng hợp kết quả tính toán tải trọng tác dụng lên các ô sàn: Tên ô sàn S1 S2 SM1 SM2 SM3 Công năng Phòng học Hành lang Sàn sê nô mái Mái không sử dụng Mái không sử dụng  Kích thước l1 (m) l2 (m) 4.0 4.5 3.0 4.5 1.11 4.5 4.0 4.5 3.0 4.5 l2/l1 1.125 1.5 4.054 1.125 1.5 gtt kN/m2 3.79 4.258 4.04 3.1 3.1 ptt kN/m2 2.4 3.6 3.6 0.975 0.975 l1 ; k 1  2. 2   3 2.l2 cho các ô sàn làm việc 2 Bảng xác định hệ số phương: Kích thước Tên ô sàn l1 (m) l2 (m) S1 4.0 4.5 S2 3.0 4.5 SM2 4.0 4.5 SM3 3.0 4.5 l2 l1 1.125 1.5 1.125 1.5 l1 2.l2 0.444 0.333 0.444 0.333  k 1  2. 2   3 0.693 0.815 0.693 0.815 * Tải trọng tường xây: Loại tường Các lớp tạo thành Hệ số Tải trọng vượt tính toán tải (n) gttt (kN/m2) 35 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG - Tường gạch 220:  = 20 kN/m3. 0,22.20 = 4,4 (kN/m2) Tường - Vữa trát tường:  = 0,015m, 220  = 18 kN/m3 2.0,015.18 = 0,54(kN/m2) Cộng tường 220 - Tường gạch 110,  = 20 kN/m3: 0,11.20 = 2,2(kN/m2) Tường - Vữa trát tường: = 0,015m, 110  =18kN/m3: 2.0,015.18 = 0,54(kN/m2) Cộng tường 110 * Tải trọng trên 1m dài dầm, cột : Tên cấu Các lớp tạo thành kiện Dầm khung K14 Dầm dọc (22x35)cm Dầm khung K14 (22x70)cm (22x30)cm 4,84 1,3 0,702 5,54 1,1 2,42 1,3 0,702 3,12 Hệ số Tải trọng vượt tính toán tải (n) gtt (kN/m) - Bê tông cốt thép,  = 25 kN/m3 0,22.(0,35-0,1).25 - Vữa trát dầm  = 0,015m;  = 18 kN/ m3 0,015.(0,22+2.(0,35-0,1)).18 Cộng - Bê tông cốt thép,  = 25 kN/m3 0,22.(0,7-0,1).25 - Vữa trát dầm  = 0,015m;  = 18 kN/ m3 0,015.(0,22+2.(0,7-0,1)).18 Cộng - Bê tông cốt thép,  = 25 kN/m3 Dầm phụ 1,1 0,22.(0,3-0,1).25 - Vữa trát dầm  = 0,015m;  = 18 kN/ m3 0,015.(0,22+2.(0,3-0,1)).18 Cộng 1,1 1,51 1,3 0,25 1,76 1,1 3,63 1,3 0,5 4,13 1,1 1,21 1,3 0,22 1,43 36 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG - Bê tông cốt thép,  = 25 kN/m3 Dầm bo mái (11x30)cm 0,11.(0,3-0,1).25 - Vữa trát dầm  = 0,015m;  = 18 kN/ m3 0,015.(0,11+2.(0,3-0,1)).18 Cộng - Bê tông cốt thép,  = 25 kN/m3 Cột khung K14 0,30.0,55.25 - Vữa trát cột  = 0,015m;  = 18 kN/m3 (30x55)cm 2.(0,30+0,54).0,015.18 1,1 0,61 1,3 0,18 0,79 1,1 4,54 1,3 0,6 Cộng - Bê tông cốt thép,  = 25 kN/m3 Cột khung K14 0,22.0,22.25 - Vữa trát cột  = 0,015m;  = 18 kN/m3 (22x22)cm 2.(0,22+0,22).0,015.18 Cộng - Bê tông cốt thép,  = 25 kN/m3 Cột giảm tiết diện (30x45)cm 0,3.0,45.25 - Vữa trát cột  = 0,015m;  = 18 kN/m3 2.(0,3+0,45).0,015.18 Cộng 5,14 1,1 1,33 1,3 0,31 1,64 1,1 3,71 1,3 0,53 4,24 3.2.2. Tĩnh tải tác dụng vào khung 3.2.2.1. Tĩnh tải tầng điển hình Mặt bằng phân tải và sơ đồ chất tĩnh tải tác dụng vào khung: 37 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG TĨNH TẢI TẦNG ĐIỂN HÌNH Bảng xác định giá trị tĩnh tải tác dụng lên khung: Tên tải Các tải trọng tác dụng lên khung Giá trị trọng 1. Tải phân bố đều g i (kN/m) Các loại tải trọng: - Trọng lượng tường xây 220 và lớp trát: 5,54 (4,0 - 0,7) g1 (kN/m) 18,282 - Tải ô sàn S1 truyền lên khung dạng tam giác: 2x (5 x g x l 1) 5 x 3,79 x 4,0 =2 x 8 x2 8x2 Tổng Các loại tải trọng: 9,475 27,76 - Tải ô sàn S2 truyền lên khung dạng tam giác: g2 (kN/m) 2x Tổng (5 x g x l 1) 5 x 4,258 x 3,0 =2 x 8 x2 8x2 7,984 7,984 38 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 2. Tải tập trung Gi (kN) Các loại tải trọng: - Tải trọng bản thân dầm dọc trục C (220x350)mm ( truyền lên khung: 2 x g x l dd 4,5 =2 x 1,76 x 2 2 ) ( ) 7,92 - Do tường xây 220 truyền vào dầm dọc trục C và truyền vào khung, hệ số cửa 0,7: G1 (kN) 4,5 2 x 5,54 x (4 – 0,35) x 0,7 x 2 - Do ô sàn S1 truyền vào dầm dọc trục C dạng hình 63,7 thang và truyền vào khung: ld x ( k x g x l1 4 ) = 4,5 x ( 0,693 x 3,79 x 2 2 23,64 ) Tổng tải trọng quy về nút 95,26 Các loại tải trọng: - Tải trọng từ dầm phụ DP2 (220x300) đưa về lực tập trung đặt tại nút: 1,43 x 4,5 G2 (kN) - 6,435 Tải do ô sàn S1 truyền lên dầm phụ DP2 dạng hình thang: 47,28 2 x ld x ( k x g x l1 4 ) =2 x 4,5 x ( 0,693 x 3,79 x 2 2 ) Tổng tải trọng quy về nút G3 (kN) 53,715 Các loại tải trọng: - Tải trọng bản thân dầm dọc trục B (220x350)mm truyền lên khung ( 2x gx l dd 4,5 =2 x 1,76 x 2 2 ) ( : ) 7,92 - Do tường xây 220 truyền vào dầm dọc trục B và truyền vào khung, hệ số cửa 0,7: 63,7 39 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 4,5 - 2 x 5,54 x (4 – 0,35) x 0,7 x 2 - Do ô sàn S1 truyền vào dầm dọc trục B dạng hình thang và truyền vào khung: ld x ( k x g x l1 4 ) = 4,5 x ( 0,693 x 3,79 x 2 2 23,64 ) - Do ô sàn S2 truyền vào dầm dọc trục B dạng hình thang và truyền vào khung: - ld x ( k x g x l1 3 ) = 4,5 x ( 0,815 x 4,258 x 2 2 ) Tổng tải trọng quy về nút 23,42 118,68 Các loại tải trọng: - Tải trọng bản thân dầm dọc trục A (220x350)mm ( truyền lên khung: 2 x g x l dd 4,5 =2 x 1,76 x 2 2 ) ( ) 7,92 - Do tường lan can 110 cao 0,9m truyền vào dầm dọc G4 (kN) trục A và truyền vào khung: 4,5 12,64 2 x 3,12 x 0,9 x 2 - Do ô sàn S2 truyền vào dầm dọc trục A dạng hình thang và truyền vào khung: - ld x ( k x g x l1 3 ) = 4,5 x ( 0,815 x 4,258 x 2 2 ) Tổng tải trọng quy về nút 23,42 43,96 3.2.2.2. Tĩnh tải tầng mái Mặt bằng phân tải và sơ đồ chất tĩnh tải tác dụng vào khung: 40 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG TĨNH TẢI TẦNG MÁI Bảng xác định giá trị tĩnh tải tác dụng lên khung: Tên tải Các tải trọng tác dụng lên khung Giá trị trọng 1. Tải phân bố đều g i (kN/m) Các loại tải trọng - Tải ô sàn mái SM2 truyền lên khung dạng tam giác: - 2x (5 x g x l 1) 5 x 3,1 x 4,0 =2 x 8 x2 8x2 7,75 - Trọng lượng tường thu hồi 220: g4 (kN/ m) 41 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP gtuong  TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Atuong g Ltuong nc ( 1,82x 3 x 2,4 + 0,32x 3 x 5 ) x 5,54x 0,72 7,5 = 7,54 Trong đã hệ số lỗ cửa nc xác định như sau: Diện tích lỗ cửa: Ac = (1,8 2,2) = 3,96 m2. Diện tích mảng tường: At = 7,54 1,8 x 3 x 2,4 + 0,3 x 3 x 5 = 14,175 ( m2 ) 2 2 nc = 1 - 3,96 = 0,72 14,175 - Tĩnh tải mái tôn: 0,33 4 1,32 16,046 Tổng Các loại tải trọng: g5 (kN/ - T¶i träng b¶n th©n dÇm khung(220x350)mm 1,76 - Trọng lượng tường thu hồi 220: m) Atường x g G tường = Ltường ncửa = ( ( 0,3+2 1,8) x 3,0) x 5,54 x1 = 3,0 5,817 - Tĩnh tải mái tôn: 0,33 3,0 Tổng 0,99 6,807 2. Tải tập trung Gi (kN) G5 Các loại tải trọng: 42 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG - Tải trọng bản thân dầm mái Dm1 (110x300)mm truyền lên ( khung:2 x g x l dd 4,5 =2 x 0,79 x 2 2 ) ( ) 3,555 - Do tường chắn mái 110 cao 0,2m truyền vào dầm Dm1 và truyền vào khung: (kN) 4,5 2,99 2 x 3,318 x 0,2 x 2 - Do ô sàn sê nô mái Sm1 truyền vào dầm Dm1 dạng chữ nhật và truyền vào khung: 10,09 ( l2 ) x l2 =2 x( 4,04 x 1,112 ) x 4,52 2x gx 1 dd Tổng tải trọng quy về nút 16,635 Các loại tải trọng: - Tải trọng bản thân dầm dọc trục C (220x350)mm truyền l 4,5 lên khung: 2 x g x dd =2 x 1,76 x 2 2 ( ) ( 7,92 ) - Do tường đỡ mái 220 cao 0,3m truyền vào dầm dọc trục C và truyền vào khung: 4,5 G6 (kN) 2 x 5,54 x 0,3 x 2 - Do ô sàn sê nô mái Sm1 truyền vào dầm dọc trục C dạng 7,48 chữ nhật và truyền vào khung: 10,09 ( l2 ) x l2 =2 x( 4,04 x 1,112 ) x 4,52 - 2x gx 1 dd - Do ô sàn Sm2 truyền vào dầm dọc trục C dạng hình thang và truyền vào khung: - ld x ( k x g x l1 4 ) = 4,5 x ( 0,693 x 3,1 x 2 2 ) Tổng tải trọng quy về nút G7 (kN) 19,335 44,825 Các loại tải trọng: - Tải trọng từ dầm phụ Dm3 (220x300) đưa về lực tập trung 6,435 đặt tại nút: 1,43 x 4,5 43 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG - Tải do ô sàn Sm2 truyền lên dầm phụ Dm3 dạng hình thang: 38,67 2 x ld x ( k x g x l1 4 ) = 2 x 4,5 x ( 0,693 x 3,1 x 2 2 ) Tổng tải trọng quy về nút 45,11 Các loại tải trọng: - Tải trọng bản thân dầm dọc trục B (220x350)mm truyền l 4,5 lên khung: 2 x g x dd =2 x 1,76 x 2 2 ( ) ( 7,92 ) - Do ô sàn Sm2 truyền vào dầm dọc trục B dạng hình thang G8 (kN) và truyền vào khung: ld x ( k x g x l1 4 ) = 4,5 x ( 0,693 x 3,1 x 2 2 ) 19,335 - Do ô sàn Sm3 truyền vào dầm dọc trục B dạng hình thang và truyền vào khung: ld x ( k x g x l1 3 ) = 4,5 x ( 0,815 x 3,1 x 2 2 ) Tổng tải trọng quy về nút 17,054 44,31 Các loại tải trọng: - Tải trọng bản thân dầm dọc trục A (220x350)mm truyền ( lên khung: 2 x g x G9 (kN) l dd 4,5 =2 x 1,76 x 2 2 ) ( ) 7,92 - Do tường đỡ mái 220 cao 0,3m truyền vào dầm dọc trục A và truyền vào khung: 4,5 2 x 5,54 x 0,3 x 2 - Do ô sàn sê nô mái Sm1 truyền vào dầm dọc trục A dạng 7,48 chữ nhật và truyền vào khung: l1 1,11 x l d= 4,04 x x 4,5 2 2 ( ) ( gx ) 10,09 - Do ô sàn Sm3 truyền vào dầm dọc trục A dạng hình thang và truyền vào khung: 17,054 44 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - ld x ( k x g x TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG l1 3 ) = 4,5 x ( 0,815 x 3,1 x 2 2 ) Tổng tải trọng quy về nút 42,544 Tại vị trí nút có cột giảm tiết diện thì ta trừ tải chênh lệch giữa cột nguyên và cột giảm tiết diện - Giá trị chênh lệch khi cột giảm tiết diện từ ( 200x500)mm xuống (200x400)mm : P1= 3,54.(4 – 0,7) – 2,86.(4 – 0,7) = 2,244 Tổng hợp các số liệu tính toán ta có sơ đồ phương án chất tĩnh tải lên khung trục 14: . 45 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG SƠ ĐỒ CHẤT TẢI PHƯƠNG ÁN TĨNH TẢI (TT) Đơn vị tải phân bố: kN/m Đơn vị tải tập trung: kN 46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 3.2.3. Hoạt tải tác dụng vào khung 3.2.3.1. Hoạt tải tầng điển hình Mặt bằng phân tải và sơ đồ chất hoạt tải tác dụng vào khung: HOẠT TẢI 1 TẦNG 1,3,5 HOẠT TẢI 2 TẦNG 2,4,6 47 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Bảng giá trị hoạt tải tác dụng lên khung Tên tải Các tải trọng tác dụng lên khung trọng 1. Tải phân bố đều p i (kN/m) Các loại tải trọng: - Tải ô sàn S1 truyền lên khung dạng tam giác: p1 (kN/m) 2x Giá trị (5 x p x l 1) 5 x 2,4 x 4,0 =2 x 8x2 8x 2 6,0 Tổng Các loại tải trọng: - Tải ô sàn S2 truyền lên khung dạng tam giác: p2 (kN/m) - 2x 6,0 (5 x p x l 1) 5 x 3,6 x 3,0 =2 x 8x2 8 x2 6,75 Tổng 6,75 2. Tải tập trung Pi (kN) P1 (kN) Các loại tải trọng: - Do ô sàn S1 truyền vào dầm dọc trục C dạng hình thang và truyền vào khung: ld x ( k x p x l1 4 ) = 4,5 x ( 0,693 x 3,6 x 2 2 22,45 ) Tổng tải trọng quy về nút P2 (kN) 22,45 Các loại tải trọng: - Do ô sàn S1 truyền vào dầm phụ DP2 dạng hình thang và truyền vào khung: 38,67 2 x ld x ( k x p x l1 4 ) = 2 x 4,5 x ( 0,693 x 3,1 x 2 2 ) Tổng tải trọng quy về nút P3 (kN) 38,67 Các loại tải trọng: - Do ô sàn S2 truyền vào dầm dọc trục A dạng hình thang và truyền vào khung: ld x ( k x p x l1 3 ) = 4,5 x ( 0,815 x 3,6 x 2 2 Tổng tải trọng quy về nút ) 19,81 19,81 48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 3.2.3.2. Hoạt tải tầng mái Mặt bằng phân tải và sơ đồ chất hoạt tải tác dụng vào khung: HOẠT TẢI 1 TẦNG MÁI HOẠT TẢI 2 TẦNG MÁI 49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Bảng giá trị hoạt tải tác dụng lên khung Tên tải Các tải trọng tác dụng lên khung Giá trọng 1. Tải phân bố đều p i (kN/m) Các loại tải trọng: trị - Tải ô sàn SM2 truyền lên khung dạng tam giác: p3 (kN/ m) 2x (5 x p x l 1) 5 x 0,975 x 4,0 =2 x 8x2 8x2 2,44 - Hoạt tải sửa chữa mái tôn: 0,39 x 4 1,56 4,0 Tổng Các loại tải trọng: - Tải ô sàn SM3 truyền lên khung dạng tam giác: p4 (kN/ m) 2x (5 x p x l 1) 5 x 0,975 x 3,0 =2 x 8x2 8 x2 1,83 - Hoạt tải sửa chữa mái tôn: 0,39 x 3 1,17 3,0 Tổng 2. Tải tập trung Pi (kN) Các loại tải trọng: - Do ô sàn SM2 truyền vào dầm dọc trục C dạng hình P4 (kN) thang và truyền vào khung: ld x ( k x p x l1 4 ) = 4,5 x ( 0,693 x 0,975 x 2 2 6,08 ) Tổng tải trọng quy về nút 6,08 Các loại tải trọng: - Do ô sàn SM2 truyền vào dầm phụ Dm3 dạng hình P5 (kN) thang và truyền vào khung: 2 x ld x ( k x p x l1 4 ) = 2 x 4,5 x ( 0,693 x 0,975 x 2 2 ) Tổng tải trọng quy về nút P6 (kN) 12,16 12,16 Các loại tải trọng: - Do ô sàn SM1 truyền vào dầm Dm1 dạng chữ nhật và truyền vào khung: 50 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ld x p x TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG l1 4 = 4,5 x 1,11 x 2 2 9,99 Tổng tải trọng quy về nút 9,99 Các loại tải trọng: - Do ô sàn SM3 truyền vào dầm dọc trục A dạng hình P7 thang và truyền vào khung: (kN) ld x ( k x p x l1 3 ) = 4,5 x ( 0,815 x 0,975 x 2 2 Tổng tải trọng quy về nút ) 5,36 5,36 Tổng hợp các số liệu tính toán ta có sơ đồ phương án chất hoạt tải lên khung trục 14 như hình vẽ: 51 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG SƠ ĐỒ CHẤT TẢI PHƯƠNG ÁN HT1 ( HOẠT TẢI 1) Đơn vị tải phân bố: kN/m Đơn vị tải tập trung: kN. 52 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG SƠ ĐỒ CHẤT TẢI PHƯƠNG ÁN HT2 ( HOẠT TẢI 2 ) Đơn vị tải phân bố: kN/ m Đơn vị tải tập trung: kN. 53 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 3.2.4. Tải trọng gió Do công trình có tổng chiều cao là 22,2 (m) <40(m), theo TCVN 2737-1995 khi tính toán tải trọng gió lên công trình ta chỉ phải tính với thành phần tĩnh của tải trọng gió. 3.2.4.1 Tính tải trọng phân bố đều Công trình được xây dựng tại tỉnh Yên Bái thuộc vùng gió I-A , có áp lực tiêu chuẩn là W0 = 0,55 kN/m2. Giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió ở độ cao z so với mốc chuẩn xác định theo công thức: Wtcz = W0kc. Wtcz : giá trị tiêu chuẩn của tải trọng gió tĩnh ở độ cao z. W0: giá trị của áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng. k : hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao và địa hình. c: hệ số khí động phụ thuộc vào hình dáng và bề mặt công trình. C = 0,8: mặt đãn gió; C =0,6: mặt hút gió. Giá trị tính toán của gió phân bố theo chiều dài ở mức tầng được xác định: tt Phía gió đẩy : qd = Cd.n.k.B.W0 tt Phía gió hút : qh = Ch.n.k.B.W0 Để đợn giản cho tính toán và thiên về an toàn ta có thể chọn cũng có thể chọn một hệ số k cho hai tầng nhà. Gió tĩnh quy về tải phân bố đều Phía đẩy gió Tầng 1 2 3 4 5 6 W0 z kN/m2 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 0,55 (m) 4,475 8,175 11,875 15,575 19,275 23,975 K Cđ n 1,14 1,14 1,26 1,26 1,32 1,32 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 B qđtt (m) 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 kN/m 2,71 2,71 2,99 2,99 3,13 3,13 54 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Gió tĩnh quy về tải phân bố đều Phía hút gió Tầng W0 z kN/m2 (m) 1 0,55 4,475 2 0,55 8,175 3 0,55 11,875 4 0,55 15,575 5 0,55 19,275 6 0,55 23,975 3.2.4.2: Tải trọng tập trung K Ch n 1,14 1,14 1,26 1,26 1,32 1,32 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 B qhtt (m) 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 kN/m 2,03 2,03 2,24 2,24 2,35 2,35 Tải trọng gió tác dụng trên mái quy về thành lực ngang tập trung đặt ở đỉnh cột khung: n Lực ngang Wđ , Wh được xác định theo công thức: W n.k .W0 .B. Ci hi i 1 Xác định hệ số k: - Mức đỉnh cột, có cao trình +22,2 (m) có k1 = 1,30. - Mức đỉnh mái, có cao trình +25,2 (m) có k2 = 1,33. Phần tải trọng gió tác dụng trên mái, từ đỉnh cột trở lên đưa về thành lực tập trung đặt ở đầu cột với k lấy trị số trung bình: k= k 1+ k 2 1,3+ 1,33 = =1,315 . 2 2 Xác định hệ số khí động C: Ce = +08 Ce = -0,6 h 22,2 Từ l = 11 = 2,018 > 2 và góc nghiêng mái = -0,648;  27, 60 , nội suy ta được: Ce1 . Ce2 = -0,8 Lực tập trung tại mức đỉnh cột: W = n.k.Wo.B.Cihi W1 = 1,2.1,315.0,55.4,5.(0,8.0,6-0,648.3.) = -5,72 W2 = 1,2.1,315.0,55.4,5.(0,6.0,6+0,8.3) = 10,78 Tổng hợp các số liệu tính toán ta có sơ đồ phương án chất tải trọng gió lên khung trục 14 như hình vẽ: 55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG SƠ ĐỒ GIÓ TRÁI TÁC DỤNG VÀO KHUNG TRỤC 14 Đơn vị tải phân bố: kN/m Đơn vị tải tập trung: kN. 56 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG SƠ ĐỒ GIÓ PHẢI TÁC DỤNG VÀO KHUNG TRỤC 14 Đơn vị tải phân bố: kN/m Đơn vị tải tập trung: kN 57 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 3.3. Xác định nội lực và Tính toán cốt thép khung trục 14 SƠ ĐỒ PHẦN TỬ DẦM , CỘT KHUNG TRỤC 14 3.3.2. Cơ sở tính toán: 58 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Chọn vật liệu: - Bê tông cấp độ bền B20 : Rb = 11,5 MPa, Rbt = 0,9 MPa, E = 27x103 MPa - Cốt thép dọc nhóm AII: d  10, Rs = 280 MPa, Rsc = 280 MPa, E = 21x104 MPa B20, C-II  R = 0,623 , R = 0,429 - Nội lực tính toán được chọn như đó đánh dấu trong bảng tổ hợp nội lực. ở đây ta chọn các nội lực cú mụ men dương và mô men âm lớn nhất để tớnh thép dầm. 3.4. Tính cốt thép dầm tầng 1: 3.4.1. Tính cốt dọc dầm nhịp BC (phần tử D1) Kích thước :22x70 cm Từ bảng tổ hợp chọn ra cặp nội lực nguy hiểm sau: Mômen gối B: MB= 224,76 KN.m Mômen giữa nhịp: MBC= 163,40 KN.m Mômen gối C: MC= -179,52 KN.m * Tính thép chịu mômen dương: Mômen gnhịp giữa BC : MBc Mômen gối B : MB= 224,76 KN.m Bề rộng cánh đưa vào tính toán: bf’ = b + 2.Sc 59 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Trong đó Sc không vượt quá trị số bé nhất trong 3 giá trị sau:  Một nửa khoảng cách giữa hai mép trong của dầm: 0,5.(4,5- 0.22) = 2,14 (m)  1 Một phần sáu nhịp tính toán của dầm: 6  7,77 = 1,295 m  Sc = 1,295  6 hf’ : (với hf’ là chiều cao cánh lấy bằng chiều dày của bản 6x hc = 6 x 0,1 = 0.6 (m)  bf’ = 22 + 2.60 = 142 (cm) Giả thiết a = 3 cm  h0 = 70 - 3 = 67 (cm) Xác định vị trí trục trung hoà: Mf = Rb.bf’.hf’.(h0 - 0,5.hf’) = 11,5x1000x1,42x0,1x(0,67 - 0,5x0,1)= 1012,46 KN.m Ta có M = 224,76 (KNm) < M f = 1012,46 (KNm) nên trục trung hoà đi qua cánh, tính toán theo tiết diện chữ nhật bf’x h=281x70 cm. M 224,76  ❑m= R b h2 = 11,5 x 103 x 1,42 x 0,672 = 0,031<❑R=0,439 b f 0 =>  = 0,5 . ( 1+ √1−2 α m ) = 0,984 M 224,76 AS = R h = = 0,01218 m2 = 12,18cm2 3 280 x 10 x 0,984 x 0,67 s 0 Chọn thép : 4  20 có As = 12,57 (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : 60 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG AS 12,57 % = b * h0 *100 = 22.67 x100=0,85% > min = 0,05% * Tính thép mô men âm với giá trị lớn nhất MBC =-179,52 KNm Tính với tiết diện chữ nhật (22x70) cm Chọn chiều dày lớp bảo vệ: a = 3cm, h0 = 70 - 3 = 67 cm. Ta có: m = M 179,52 = = 0,158<❑R =0,439 2 Rb b h 0 11,5 x 10 3 x 0,22 x 0,672 =>  = 0,5 . ( 1+ √1−2 α m ) =0,91 M 179,52 AS = R h = = 0,001052 m2 = 10,52 cm2 280 x 103 x 0,91 x 0,67 s 0 Chọn thép : 4  20 có As = 12,56 (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : AS 12,56 % = b * h0 *100= 22.67 *100=0,85% > min = 0,05% 3.4.2. Tính cốt thép dầm tầng 2: 3.4.2.1 Tính cốt dọc dầm nhịp BC (phần tử D3) Kích thước :22x70 cm 61 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Từ bảng tổ hợp chọn ra cặp nội lực nguy hiểm sau: Mômen gối B: MB= -191,93 KN.m Mômen giữa nhịp: MBC= 153,67 KN.m Mômen gối C: MC= 215,78 KN.m * Tính thép chịu mômen dương: Mômen giữa nhịp: MBC= 153,67 KN.m Mômen gối C : MC= 215,78 KN.m Ta lấy giá trị momen lớn hơn để tính: Bề rộng cánh đưa vào tính toán: bf’ = b + 2.Sc Trong đó SC không vượt quá trị số bé nhất trong 3 giá trị sau:  Một nửa khoảng cách giữa hai mép trong của dầm: 0,5.(4,5- 0.22) = 2,14 (m)  1 Một phần sáu nhịp tính toán của dầm: 6  7,77 = 1,295 m  6 hf’ : (với hf’ là chiều cao cánh lấy bằng chiều dày của bản 6x h = 6 x 0,1 = 0.6 (m)  bf’ = 22 + 2 x 60 = 142 (cm) Giả thiết a = 3 cm  h0 = 70 - 3 = 67 (cm) Xác định vị trí trục trung hoà: Mf = Rb.bf’.hf’.(h0 - 0,5.hf’) = 11,5x1000x1,42x0,1x(0,67 - 0,5x0,1)= 1012,46 KN.m 62 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Ta có M = 215,78 (KNm) < Mf =1012,46 (KNm) nên trục trung hoà đi qua cánh, tính toán theo tiết diện chữ nhật bf’x h=142x60 cm. m = M 215,78 = = 0,0294<❑R =0,439 2 Rb b f h0 11,5 x 103 x 1,42 x 0,67 2 =>  = 0,5 . ( 1+ √1−2 α m ) =0,985 M 215,78 AS = R h = = 0,001168 m2 = 11,68 cm2 280 x 103 x 0,985 x 0,67 s 0 Chọn thép : 4  20 có As = 12,56 (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : AS 12,56 % = b * h0 *100 = 22.67 *100 = 0,85% > min = 0,05% * Tính thép mô men âm với giá trị lớn nhất MB = -191,93 KNm Tính với tiết diệ n chữ nhật (22x70) cm Chọn chiều dày lớp bảo vệ: a = 3cm, h0 = 70 - 3 = 67 cm. Ta có: m = M 191,93 = = 0,169<❑R =0,439 2 Rb b h 0 11,5 x 10 3 x 0,22 x 0,672 =>  = 0,5 . ( 1+ √1−2 α m ) =0,907 M 191,93 AS = R h = = 0,001127 m2 = 11,27 cm2 280 x 103 x 0,907 x 0,67 s 0 Chọn thép : 4  20 có As = 12,56 (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : AS 12,56 b * h 0 *100= 22.67 *100= 0,85% >  % = min = 0,05% 3.4.3 Tính cốt thép dầm tầng 3: 3.4.3.1. Tính cốt dọc dầm nhịp BC (phần tử D5) 63 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Kích thước :22x70 cm Từ bảng tổ hợp chọn ra cặp nội lực nguy hiểm sau: Mômen gối B: MB= 161,93 KN.m Mômen giữa nhịp: MBC= -183,88 KN.m Mômen gối C: MC= 226,69 KN.m * Tính thép chịu mômen dương: Mômen gối B : MB= 161,93 KN.m Mômen gối C : MC= 226,69 KN.m Ta lấy momen lớn hơn để tính Bề rộng cánh đưa vào tính toán: bf’ = b + 2.Sc Trong đó SC không vượt quá trị số bé nhất trong 3 giá trị sau:  Một nửa khoảng cách giữa hai mép trong của dầm: 0,5.(4,5- 0.22) = 2,15 (m)  1 Một phần sáu nhịp tính toán của dầm: 6  7,77 = 1,295 m  6 hf’ : (với hf’ là chiều cao cánh lấy bằng chiều dày của bản 6x hc = 6 x 0,1 = 0.6 (m) 64 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG  bf’ = 22 + 2 x 60 = 142 (cm) Giả thiết a = 3 cm  h0 = 70 - 3 = 67 (cm) Xác định vị trí trục trung hoà: Mf = Rb.bf’.hf’.(h0 - 0,5.hf’) = 11,5x1000x1,42x0,1x(0,67 - 0,5x0,1)= 1012,46 KN.m Ta có M = 226,69 (KNm) < Mf =1012,46 (KNm) nên trục trung hoà đi qua cánh, tính toán theo tiết diện chữ nhật bf’x h=142x60 cm. m = M 226,69 = = 0,0309<❑R=0,439 2 Rb b f h0 11,5 x 103 x 1,42 x 0,67 2 =>  = 0,5 . ( 1+ √1−2 α m ) =0,984 M 226,69 AS = R h = = 0,001228 m2 = 12,28 cm2 3 280 x 10 x 0,984 x 0,67 s 0 Chọn thép : 4  20 có As = 12,56 (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : AS 12,56 b * h 0 *100= 22.67 *100=0,85% >  % = min = 0,05%  Tính thép mô men âm với giá trị lớn nhất Momen nhịp giữa MBc =-183,88 KNm Tính với tiết diện chữ nhật (22x70) cm Chọn chiều dày lớp bảo vệ: a = 3cm, h0 = 70 - 3 = 67 cm. Ta có: m = M 183,88 = = 0,162<❑R=0,439 2 Rb b h 0 11,5 x 10 3 x 0,22 x 0,672 =>  = 0,5 . ( 1+ √1−2 α m ) = 0,911 65 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP M TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 183,88 AS = R h = = 0,001076 m2 = 10,76 cm2 280 x 103 x 0,911 x 0,67 s 0 Chọn thép : 4  20 có As = 12,56 (cm2) Kiểm tra lượng cốt thép : AS 12,56 b * h 0 *100= 22.67 *100= 0,85% >  % = min = 0,05% 3.4.4 Tính cốt thép dầm tầng 4: 3.4.4.1 Tính cốt dọc dầm nhịp BC (phần tử D7) Kích thước :22x70 cm Từ bảng tổ hợp chọn ra cặp nội lực nguy hiểm sau: Mômen gối B: MB= 171,92 KN.m Mômen giữa nhịp: MBC= 240,01 KN.m Mômen gối C: MC= -173,10 KN.m * Tính thép chịu mômen dương: Mômen giữa nhịp: MBC= 240,01 KN.m Mômen gối B : MB= 171,92 KN.m Ta lấy momen lớn hơn để tính 66 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Bề rộng cánh đưa vào tính toán: bf’ = b + 2.Sc Trong đó SC không vượt quá trị số bé nhất trong 3 giá trị sau:  Một nửa khoảng cách giữa hai mép trong của dầm: 0,5.(4,5- 0.22) = 2,15 (m)  1 Một phần sáu nhịp tính toán của dầm: 6  7,77 = 1,295 m  6 hf’ : (với hf’ là chiều cao cánh lấy bằng chiều dày của bản 6x hc = 6 x 0,1 = 0.6 (m)  bf’ = 22 + 2 x 60 = 142 (cm) Giả thiết a = 3 cm  h0 = 70 - 3 = 67 (cm) Xác định vị trí trục trung hoà: Mf = Rb.bf’.hf’.(h0 - 0,5.hf’) = 11,5x1000x1,42x0,1x(0,67 - 0,5x0,1)= 1012,46 KN.m Ta có M = 240,01 (KNm) < Mf =1012,46 (KNm) nên trục trung hoà đi qua cánh, tính toán theo tiết diện chữ nhật bf’x h=142x60 cm. m = M 240,01 = = 0,0327<❑R =0,439 2 Rb b f h0 11,5 x 103 x 1,42 x 0,67 2 =>  = 0,5 . ( 1+ √1−2 α m ) =0,983 M 240,01 AS = R h = = 0,001302 m2 = 13,02 cm2 3 280 x 10 x 0,983 x 0,67 s 0 Chọn thép : 2  22 + 2  20 có As = 13,88 (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : AS 13,88 % = b * h0 *100= 22.67 *100=0,94% > min = 0,05% 67 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG * Tính thép chịu mô men âm với giá trị lớn nhất MB =173,10 KNm Tính với tiết diện chữ nhật (22x70) cm Chọn chiều dày lớp bảo vệ: a = 3cm, h0 = 70 - 3 = 67 cm. Ta có: m = M 173,10 = = 0,152<❑R=0,439 2 Rb b h 0 11,5 x 10 3 x 0,22 x 0,672 =>  = 0,5 . ( 1+ √1−2 α m ) = 0,917 M 173,10 AS = R h = = 0,001006 m2 = 10,06 cm2 3 280 x 10 x 0,917 x 0,67 s 0 Chọn thép : 3  22 có As = 11,4 (cm2) Kiểm tra lượng cốt thép : AS 11,4 % = b * h0 *100= 22.67 *100=0,77% > min = 0,05% 3.4.5 Tính cốt thép dầm tầng 5: 3.4.5.1 Tính cốt dọc dầm nhịp BC (phần tử D9) Kích thước :22x70 cm Từ bảng tổ hợp chọn ra cặp nội lực nguy hiểm sau: Mômen gối B: MB= 238,30 KN.m 68 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Mômen giữa nhịp: MBC= 168,92 KN.m Mômen gối C: MC= -174,95 KN.m * Tính thép chịu mômen dương: Mômen giữa nhịp: MBC= 168,92 KN.m Mômen gối B : MB= 238,30 KN.m Ta lấy momen lớn hơn để tính Bề rộng cánh đưa vào tính toán: bf’ = b + 2.Sc Trong đó SC không vượt quá trị số bé nhất trong 3 giá trị sau:  Một nửa khoảng cách giữa hai mép trong của dầm: 0,5.(4,5- 0.22) = 2,15 (m)  1 Một phần sáu nhịp tính toán của dầm: 6  7,77 = 1,295 m  6 hf’ : (với hf’ là chiều cao cánh lấy bằng chiều dày của bản 6x hc = 6 x 0,1 = 0.6 (m)  bf’ = 22 + 2 x 60 = 142 (cm) Giả thiết a = 3 cm  h0 = 70 - 3 = 67 (cm) Xác định vị trí trục trung hoà: Mf = Rb.bf’.hf’.(h0 - 0,5.hf’) = 11,5x1000x1,42x0,1x(0,67 - 0,5x0,1)= 1012,46 KN.m Ta có M = 238,30 (KNm) < Mf =1012,46 (KNm) nên trục trung hoà đi qua cánh, tính toán theo tiết diện chữ nhật bf’x h=142x60 cm. m = M 238,30 = = 0,0325<❑R=0,439 2 Rb b f h0 11,5 x 103 x 1,42 x 0,67 2 69 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP =>  TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG = 0,5 . ( 1+ √1−2 α m ) =0,983 M 240,01 AS = R h = = 0,001302 m2 = 13,02 cm2 3 280 x 10 x 0,983 x 0,67 s 0 Chọn thép : 2  20 + 2  22 có As = 13,88 (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : AS 13,88 % = b * h0 *100= 22.67 *100=0,94% > min = 0,05% * Tính thép chịu mô men âm với giá trị lớn nhất MC = -174,95 KNm Tính với tiết diện chữ nhật (22x70) cm Chọn chiều dày lớp bảo vệ: a = 3cm, h0 = 70 - 3 = 67 cm. Ta có: m = M 174,95 = = 0,154<❑R =0,439 2 Rb b h 0 11,5 x 10 3 x 0,22 x 0,672 =>  = 0,5 . ( 1+ √1−2 α m ) = 0,916 M 174,95 AS = R h = = 0,001018 m2 = 10,18 cm2 280 x 103 x 0,916 x 0,67 s 0 Chọn thép : 3  22 có As = 11,4 (cm2) Kiểm tra lượng cốt thép : AS 11,4 % = b * h0 *100= 22.67 *100=0,77% > min = 0,05% 3.4.6 Tính cốt thép dầm tầng 6: 3.4.6.1 Tính cốt dọc dầm nhịp BC (phần tử D12) 70 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Kích thước :22x70 cm Từ bảng tổ hợp chọn ra cặp nội lực nguy hiểm sau: Mômen gối B: MB= -112,80 KN.m Mômen giữa nhịp: MBC= 136,12 KN.m Mômen gối C: MC= 171,46 KN.m * Tính thép chịu mômen dương: Mômen giữa nhịp: MBC= 136,12 KN.m Mômen gối C : MC= 171,46 KN.m Ta lấy momen lớn hơn để tính Bề rộng cánh đưa vào tính toán: bf’ = b + 2.Sc Trong đó SC không vượt quá trị số bé nhất trong 3 giá trị sau:  Một nửa khoảng cách giữa hai mép trong của dầm: 0,5.(4,5- 0.22) = 2,15 (m)  1 Một phần sáu nhịp tính toán của dầm: 6  7,77 = 1,295 m  6 hf’ : (với hf’ là chiều cao cánh lấy bằng chiều dày của bản 71 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 6x hc = 6 x 0,1 = 0.6 (m)  bf’ = 22 + 2 x 60 = 142 (cm) Giả thiết a = 3 cm  h0 = 70 - 3 = 67 (cm) Xác định vị trí trục trung hoà: Mf = Rb.bf’.hf’.(h0 - 0,5.hf’) = 11,5x1000x1,42x0,1x(0,67 - 0,5x0,1)= 1012,46 KN.m Ta có M = 171,46 (KNm) < Mf =1012,46 (KNm) nên trục trung hoà đi qua cánh, tính toán theo tiết diện chữ nhật bf’x h=142x60 cm. m = M 171,46 = = 0,0234<❑R =0,439 2 Rb b f h0 11,5 x 103 x 1,42 x 0,67 2 =>  = 0,5 . ( 1+ √1−2 α m ) =0,865 M 171,46 AS = R h = = 0,001057 m2 = 10,57 cm2 280 x 103 x 0,865 x 0,67 s 0 Chọn thép : 3  22 có As = 11,4 (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : AS 11,4 b * h 22.67 0 *100= % = *100=0,77% > min = 0,05% * Tính thép chịu mô men âm với giá trị lớn nhất MB = -112,80 KNm Tính với tiết diện chữ nhật (22x70) cm Chọn chiều dày lớp bảo vệ: a = 3cm, h0 = 70 - 3 = 67 cm. Ta có: m = M 112,80 = = 0,099<❑R =0,439 2 Rb b h 0 11,5 x 10 3 x 0,22 x 0,672 =>  = 0,5 . ( 1+ √1−2 α m ) = 0,948 72 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP M TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 112,80 AS = R h = = 0,000634 m2 = 6,34 cm2 280 x 103 x 0,948 x 0,67 s 0 Chọn thép : 2  22 có As = 7,6 (cm2) Kiểm tra lượng cốt thép : AS 7,6 b * h 0 *100= 22.67 *100=0,52% >  % = min = 0,05% 3.4.7. Tính cốt dọc dầm nhịp AB (phần tử D2) Kích thước : (22x35) cm Giả thiết a = 3 cm ,h0 = h - a = 35-3=32 cm. Từ bảng tổ hợp chọn ra cặp nội lực nguy hiểm sau: Mômen đầu trái: MA= 9,98 KN.m Mômen đầu phải: MA= -58,36 KN.m. Mômen dương lớn nhất M= 16,92 KN.m Bề rộng cánh đưa vào tính toán : bf’ = b + 2.Sc Trong đó SC không vượt quá trị số bé nhất trong 3 giá trị sau:  Một nửa khoảng cách giữa hai mép trong của dầm: 0,5.(4,5 - 0.22) = 2,15 (m) 73 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG  1 Một phần sáu nhịp tính toán của dầm: 6  3,115 = 0,52 m  6 hf’ : (với hf’ là chiều cao cánh lấy bằng chiều dày của bản 6x hf’ = 6 x 0,1 = 0.6 (m)  bf’ = 22 + 2 x 52 = 126 (cm) Giả thiết a = 3 cm  h0 = 35 - 3 = 32 (cm) Xác định vị trí trục trung hoà: Mf = Rb.bf’.hf’.(h0 - 0,5.hf’) = 11,5x1000x1,26x0,1x(0,32 - 0,5x0,1)= 391,23 KNm Ta có M =16,92 (KNm) < M AB =391,23 (KNm) nên trục trung hoà đi qua cánh, tính toán theo tiết diện chữ nhật bf’ xh=126x35 cm. m = M 16,92 = = 0,0114 <❑R=0,439 2 Rb b f h0 11,5 x 103 x 1,26 x 0,322 =>  = 0,5 . ( 1+ √1−2 α m ) =0,994 M 16,92 AS = R h = = 0,00019 m2 = 1,9 cm2 280 x 103 x 0,994 x 0,32 s 0 Chọn thép : 2  16 có As= 4,02 (cm2). Kiểm tra hàm lượng cốt thép : AS 4,02 % = b * h0 *100= 22*32 *100=0,57% > min = 0,05% * Tính thép chịu mômen âm lớn nhất: MB= -58,36 KNm Tính với tiết diện chữ nhật 22 x 35cm Chọn chiều dày lớp bảo vệ: a = 3cm, h0 = 35 - 3 = 32 cm. 74 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Ta có: m = M 58,36 = = 0,225<❑R =0,439 2 Rb b h 0 11,5 x 10 3 x 0,22 x 0,322 =>  = 0,5 . ( 1+ √1−2 α m ) =0,871 M 58,36 AS = R h = = 0,00075 m2 = 7,5 cm2 3 280 x 10 x 0,871 x 0,32 s 0 Chọn thép : 2  22 có As = 7,6 (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : AS 7,6 % = b * h0 *100= 22.32 *100=1,08% > min = 0,05% Chọn thép cho các dầm D4, D6, D8, D10, D13 Do nội lực trong dầm hành lang của các tầng trên nhỏ nên ta bố trí thép giống như dầm D2 cho các dầm D4, D6, D8, D10, D13. 3.4.4.1 Tính cốt thép dầm tầng bo mái tầng 6 Phần tử D11 Kích thước : 11x30 cm Giả thiết a = 3 cm ,h0 = h - a = 30-3=27 cm Từ bảng tổ hợp chọn ra cặp nội lực nguy hiểm sau: 75 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Mômen đầu trái: M= 0 KNm Mômen đầu phải: MC0= -29,92 KNm. Mômen dương lớn nhất M= 0 KNm ta đặt thép chịu momen dương theo cấu tạo * Tính thép chịu mô men tại gối với giá trị lớn nhất: MA=-29,92 KNm Tính với tiết diện chữ nhật 11 x 30 cm Chọn chiều dày lớp bảo vệ: a = 3cm, h0 = 30 - 3 = 27 cm. Ta có: m  =>  M 27, 43  2 Rb .b.h0 11,5x1000 x0,11x0, 27 2 = 0,29 <  0 = 0,439 = 0,5 . ( 1+ √1−2 α m ) =0,82 M 27, 43  AS = Rs . .h0 280 x1000 x0,82 x0, 27 = 0,00044m2 = 4,4 cm2 Chọn thép : 2  18 có As = 5,09 (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : AS 5,09 % = b * h0 *100= 11*27 *100=1,71 % > min = 0,05% Tính cốt đai: Lấy giá trị lớn nhất trong các giá trị Qmax để tính toán và bố trí cốt đai cho dầm: Qmax =195 KN + Bê tông cấp độ bền B20 có: Rb = 11,5 MPa ; Rbt = 0,9 MPa.; Eb=27x103 MPa + chọn a= 3cm -> h0=h-a= 70-3= 67cm +Tính 76 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Qbmin =0,5. Rbt.b.h0 = 0,5 x 0.9x103 x 0,22 x 0,67 = 66,33 KN Qmax > Qbmin - Phải tính cốt đai + Kiểm tra điều kiện cường độ trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính: Qbt=0,3.Rb.b.h0 Ta có: 0,3.Rb.b.h0=0,3.11,5.103.0,22.0,67=508,53 KN >Q=195 KN : Dầm đủ khả năng chịu cắt theo tiết diện nghiêng. + Tính cốt đai Mb= Rbt.b.h02 = 0,9x103 x 0,22 x 0,672 = 88,88 KN.m C* =2Mb/Q =2*88,88/195 = 0,91 m = 91 cm Vậy h0 < C* <2h0 => C=C0=C*= 91cm Qb=Mb/C= 88,88/0,91 = 97,67 KN > Qbmin = 66,33 KN - Qsw = Q – Qb = 195 – 97,67 = 97,83 KN - qsw1= Qsw/C0 = 97,83/0,91 = 106,95 KN/m - qsw2 = Qbmin/2h0 = 66,33/2*0,67 =49,5KN/m - qsw = max (qsw1 ; qsw2 ) = 106,95 KN/m Giả thiết chọn cốt đai 8 số nhánh n=2: Có Stt = Rsw.n.asw qsw = 1750.2.0,283 106,95 = 9 (cm) Rbt .b.h0 2 0.9 x103 x0, 22 x0, 67 2  195 Smax= Qmax = 0,45 m 77 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG h Đầu dầm Sct ≤ ( 3 ; 50) = (23; 50) vậy chọn thép đai ở đầu dầm là 8 với s = min ( Stt; Smax; Sct ) = 23cm chọn S = 20 cm 3h Giữa dầm Sct ≤ ( 4 ; 50) = (50,2; 50) chọn S = 30 cm Vậy chọn thép đai giữa dầm là 8 với s = 30 cm. 3.5. Tính toán cột: - Số liệu đầu vào Chọn vật liệu: Tiết diện cột bxh = (30x55) cm, (30x45) cm, (22x22)cm Chiều cao cột l=3.7 m Vật liệu: Bê tông B20 : Rb = 11,5 Mpa , Rbt = 0,9 Mpa Cốt thép nhóm AII: RS =RSC= 280 MPa, RSW = 225 Mpa  R =0.623, R=0,429 3.5.1 Tính cốt thép cột tầng 1 Để đơn giản trong việc tính toán và tiện lợi trong thi công ta có thể tính toán cột như cấu kiện chịu nén lệch tâm có cốt thép đối xứng . Từ kết quả của bảng tổ hợp nội lực, mỗi phần tử cột có 12 cặp nội lực (M,N) ở 2 tiết diện chân cột & đỉnh cột. Ta sẽ chọn ra 3, 4 cặp có: + Mômen lớn nhất. + Lực dọc lớn nhất. + Cả M,N đều lớn. + Độ lệch tâm e0 lớn 78 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Đối với cặp nội lực nào ta cũng tính cốt thép đối xứng & cặp nào có A S lớn nhất thì chọn. - Sơ đồ tính của cột 1 đầu ngàm, 1 đầu khớp nên chiều dài tính toán của cột là l0 = 0,7 H +Tầng : H= 4,475m  l0 =0,7 x 4,475 = 3,1325 m xét tỉ số:  = lo/h =313,25/50 + Tầng 1 :  = 6,265 < 8 Như vậy các cột đều có  < 8 nên ta không xét đến ảnh hưởng của uốn dọc, lấy = 1 để tính toán. Cột được tính theo tiết diện chịu nén lệch tâm đặt cốt đối xứng. 3.5.2. Cột trục B: tầng 1 (C2) Kích thước tiết diện: b x h = (30x55) cm Chọn a = a' = 3 cm  ho = h - a = 52 cm Za= h0- a = 52 -3 = 49 cm Độ lệch tâm ngẫu nhiên: 1 1 1 1 ea = Max ( 600 .H ;. 30 hC ) = Max ( 600 .370; 30 .55)= Max(0,62; 1,83)= 1,83(cm) 79 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đặc stt điểm TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG M(KN.m) N(KN) e1=M/N (cm) ea(cm) e0= max(e1;ea) 1 emax 188,39 1768,44 10,7 1,83 10,7 2 |M|max 188,39 1768,44 10,7 1,83 10,7 3 |N|max 183,03 2232,20 8,2 1,83 8,2 *) Cặp 1, 2: + Độ lệch tâm tính toán: e = .e0 + 0,5.h – a = 1x10,7 + 0,5x55 – 3 = 35,2 cm + Chiều cao vùng nén: N 1768,44 x = R .b = 11,5 x 1000 x 0,3 =0,513 m = 51,3 cm b x>  R .h0 = 0,623 x 52 = 32,396 cm Xảy ra trường hợp nén lệch tâm bé Tính lại x với:  1  50.( e )2 1 0 x = [ + h R  R x = 34,22 > h R ] x h0 = [ 0,623 + 1−0,623 10,7 1+ 50.( )2 55 ]*52 = 34,22 cm 0 + Diện tích cốt thép yêu cầu: A ' S N .e  Rb .b.x.(h 0  0,5 x) R Z = SC a 1768,44.0,352−11,5. 103 .0,3 .0,342 .(0,52−0,5.0,342) 280.103 .0,49 = = 1,54.10-3 m2 =15,4 cm2 A ' S  AS = 15,4 cm2 80 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG +Kiểm tra hàm lượng cốt thép: Xác định giá trị hàm lượng cốt thép tối thiểu theo độ mảnh λ l0 l0 313,25 0,288.b = 0,288.30 = 36,26 λ= r = - λ € (35 ÷ 83) => μmin= 0,2% AS 15,4 % = b * h0 *100= 30∗52 . 100=0,99% > min *) Cặp 3: + Độ lệch tâm tính toán: e = .e0 + 0,5.h – a = 1 x 8,2 + 0,5 x 55 – 3 = 32,7 cm + Chiều cao vùng nén: N 2232,2 x = R .b = = 0,65 m = 65 cm 11,5.10 3 .0,3 b x>  R .h0 = 0,623 x 52 = 32,396 cm Xảy ra trường hợp nén lệch tâm bé Tính lại x với:  1  50.( e )2 1 x = [ + 0 h R  R x = 34,72 >  h R ]*h0 = [ 0,623 + 1−0,623 8,2 1+ 50.( )2 55 ]x52= 34,72 cm 0 + Diện tích cốt thép yêu cầu: A ' S N .e  Rb .b.x.(h 0  0,5 x) = R Z SC a 2232,2.0,327−11,5. 103 .0,3.0,347 . (0,52−0,5.0,347) = 280. 103 .0,49 = 2,297x10-3m2 = 22,97 cm2 81 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP A ' S  AS TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG = 22,97 cm2 +Kiểm tra hàm lượng cốt thép: Xác định giá trị hàm lượng cốt thép tối thiểu theo độ mảnh λ l0 l0 λ= r = 313,25 0,288.3 0,288.b = = 36,26 - λ € (35 ÷ 83) => μmin= 0,2% AS 22,97 % = b * h0 *100= 30∗52 *100=1,47% > min Ta thấy cặp nội lực 3 cần lượng thép lớn nhất vì vậy ta chọn bố trí thép cho cột.  AS = 22,97 cm2 . Chọn 4  28 ( AS = 24,63 cm2) +Ta chọn bố trí các cột trục B,C tầng 1,2, 3 như cột đã tính trên 3.5.3. Tính toán cốt thép cho phần tử cột trục A: ( C3) Kích thước tiết diện: b x h = (22x22) cm Chọn a = a' = 3 cm  ho = h - a = 19 cm Za= h0- a = 19 -3 = 16 cm Độ lệch tâm ngẫu nhiên: 82 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG ea = Max (1/600.H ;1/30.hC ) = =Max (1/600.370;1/30.22)= Max(0,61; 0,73) =0,73(cm) stt Đặc M(KNm) N(KN) điểm e1=M/N ea(cm) e0= (cm) max(e1;ea) 1 emax -8,75 325,09 2,7 0,73 4 2 |M|max 9,88 441,69 2,2 0,73 3,4 3 |N|max 9,23 584,32 1,6 0,73 2,5 *) Cặp 1: + Độ lệch tâm tính toán: e = .e0 + 0,5.h – a = 1 x 2,7 + 0,5 x 22 – 3 = 10,7 cm + Chiều cao vùng nén: N 325,09 x = R .b = 11,5 x 1000 x 0,22 =0,129 m = 12,9 cm b x>  R .h0 = 0,625 x 19 = 11,875 cm Sảy ra trường hợp nén lệch tâm bé Tính lại x với: 83 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  1  50.( e )2 1 R 0 x = [ + h R ]*h0 = [ 0,625 +  h x = 12,87 >  TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG R 1−0,625 2,7 1+ 50.( )2 22 ]*19 = 12,87 cm 0 + Diện tích cốt thép yêu cầu: N .e  Rb .b.x.(h 0  0,5 x) R Z ' A = SC S a 325,09.0,107−11,5. 103 .0,22.0,129 .(0,19−0,5.0,129) 280.10 3 .016 = = -1,38 cm2 As = A’s = -1,38 cm2 *) Cặp 2: + Độ lệch tâm tính toán: e = .e0 + 0,5.h – a = 1 x 2,2 + 0,5 x 22 – 3 = 10,2 cm + Chiều cao vùng nén: N 441,69 x = R .b = = 0,175 m = 17,5cm 11,5.10 3 .0,22 b x>  R .h0 = 0,625 x 19 = 11,875 cm Sảy ra trường hợp nén lệch tâm bé: Tính lại x  1  50.( e )2 1 với: x = [ + R 0 h R ]*h0 = [ 0,625 + 1−0,625 2,2 1+ 50.( ) 2 22 ]*19 = 12,5 cm  x = 12,5 >  h R 0 84 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG + Diện tích cốt thép yêu cầu: N .e  Rb .b.x.(h 0  0,5 x) R Z ' A = SC S a 441,69.0,102−11,5.103 .0,22.0,125 .(0,19−0,5.0,125) 280.10 3 .0,16 = = 1,056.10-4 = 1,056 cm2 *) Cặp 3: + Độ lệch tâm tính toán: e = .e0 + 0,5.h – a = 1 x 1,6 + 0,5 x 22 – 3 = 9,6 cm + Chiều cao vùng nén: N 584,32 x = R .b = = 0,231 m = 23,1cm 11,5.10 3 .0,22 b x>  R .h0 = 0,625 x 19 = 11,875 cm Xảy ra trường hợp nén lệch tâm bé Tính lại x với:  1  50.( e )2 1 x = [ + 0 h R  h x = 12,74 >  R R ]*h0 = [ 0,625 + 1−0,625 1,6 1+ 50.( )2 22 ]*19 = 12,74 cm 0 + Diện tích cốt thép yêu cầu: N .e  Rb .b.x.(h 0  0,5 x) ' A = S R Z SC a 584,23.0,096−11,5.103 .0,22.0,127 .(0,19−0,5.0,127) 280. 103 .0,16 = = 3,46.10-4 = 3,46 cm2 As = As’ = 3,46 cm2 +Kiểm tra hàm lượng cốt thép: 85 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Xác định giá trị hàm lượng cốt thép tối thiểu theo độ mảnh λ l0 l0 λ= r = 313,25 0,288.b = 0,288.22 = 49,44 - λ € (35 ÷ 83) => μmin= 0,2% AS 3,46 b * h 22.19 0 *100 = % = *100=0,83% > min Ta thấy cặp nội lực 3 cần lượng thép lớn nhất vì vậy ta chọn bố trí thép cho cột.  AS = 1,98 cm2 . Chọn 2 16 ( AS = 4,02 cm2) + Ta bố trí các cột trục A tầng 1, 2, 3, 4, 5, 6 như côt đã tính trên 3.5.4. Tính cốt thép cột tầng 3 3.5.4.1. Cột trục B tầng 4 (phần tử C11 ) Kích thước tiết diện:b x h = (30x45) cm Chọn a = a' = 3 cm  ho = h - a = 42 cm Za= h0- a = 42 -3 = 39 cm Độ lệch tâm ngẫu nhiên: ea = Max ( 1 1 .H ; .hC ) = 600 30 86 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG =Max ( stt Đặc điểm 1 1 .370; .45) = Max(0,62; 1,5) =1,5(cm) 600 30 M(KN.m) N(KN) e1=M/N ea(cm) (cm) e0= max(e1;ea) 1 emax 118,57 793,62 14,9 1,5 14,9 2 |M|max 144,04 984,97 14,6 1,5 14,6 3 |N|max 91,41 1008,44 9,1 1,5 9,1 *) Cặp 1: + Độ lệch tâm tính toán: e = .e0 + 0,5.h – a = 1 x 14,9 + 0,5 x 45 – 3 = 34,4 cm + Chiều cao vùng nén: N 793,62 x = R .b = = 0,23 m = 23,0cm 11,5.10 3 .0,3 b   2a < x = 23 cm <  h R 0 = 0,625.42 = 26,25 Nén lệch tâm lớn + Diện tích cốt thép yêu cầu: A s= N . e−R b . b . x .( h0−0,5. x) Rsc Z a 87 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ¿ TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 793,62.0,344−11,5.1000 .0,3 .0,23 .(0,42−0,5.0,23) =2,84. 10−4 cm2 = 2,84 cm2 280.1000 .0,39 As=As’= 2,84 cm2 *) Cặp 2: + Độ lệch tâm tính toán: e = .e0 + 0,5.h – a = 1 x 14,6 + 0,5 x 45 – 3 = 34,1 cm + Chiều cao vùng nén: N 984,97 x = R .b = = 0,286 m = 28,6cm 11,5.10 3 .0,3 b  x = 28,6 >  R h 0 = 0,625.42 = 26,25 Xảy ra trường hợp nén lệch tâm bé Tính lại x với:  1  50.( e )2 1 x = [ + R  x = 26,72 > R 0 h  h R 0 ]*h0 = [ 0,625 + 1−0,625 14,6 1+ 50.( )2 45 ]*42 = 26,72 cm = 26,25 + Diện tích cốt thép yêu cầu: A s= ¿ N . e−R b . b . x .( h0−0,5. x) Rsc Z a 984,97.0,341−11,5.1000 .0,3 .0,267 .(0,42−0,5.0,267) =6,59. 10− 4 cm2 = 6,59 cm2 280.1000 .0,39 As=As’= 6,59 cm2 +Kiểm tra hàm lượng cốt thép: Xác định giá trị hàm lượng cốt thép tối thiểu theo độ mảnh λ 88 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP l0 λ= TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG l0 259 r = 0,288.b = 0, 288.22 = 41 - λ € (35 ÷ 83) => μmin= 0,2% AS 7,62 % = b * h0 *100= 22*37 *100=0,93% > min *) Cặp 3: + Độ lệch tâm tính toán: e = .e0 + 0,5.h – a = 1 x 9,1 + 0,5 x 45 – 3 = 28,6 cm + Chiều cao vùng nén: N 1008,44 x = R .b = = 0,292 m = 29,2cm 11,5.10 3 .0,3 b  x = 29,2 >  R h 0 = 0,625.42 = 26,25 Xảy ra trường hợp nén lệch tâm bé Tính lại x với:  1  50.( e )2 1 x = [ + 0 h R  x = 27 > R  h R 0 ]*h0 = [ 0,625 + 1−0,625 9,1 1+ 50.( )2 45 ]*42 = 27 cm = 26,25 + Diện tích cốt thép yêu cầu: A s= ¿ N . e−R b . b . x .( h0−0,5. x) Rsc Z a 1008,44.0,286−11,5.1000 .0,3 .0,27 .(0,42−0,5.0,27) =2,1.10−4 cm2 = 2,1 cm2 280.1000 .0,39 As=As’= 2,1 cm2 89 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Ta thấy cặp nội lực 2 cần lượng thép lớn nhất vì vậy ta chọn bố trí thép cho cột.  AS = 6,59 cm2 . Chọn 2  22 ( AS = 7,6 cm2) * Các phần tử cột trục B,C tầng 4, 5, 6 đều được bố trí như cột đã tính trên. * Tính cốt thép đai cho cột + Đường kính cốt đai   SW ( max 4 ,5mm) 22 = ( 4 ,5) = 5,5 mm. Ta chọn cốt đai  6 nhóm A1 + Khoảng cách cốt đai “s” - Trong đoạn nối chồng cốt thép dọc s (10 min ;500mm) = (10.14,500mm) = 140 mm Chọn s = 100 mm. Các đoạn còn lại  Chọn s = 200 mm s  (15 min ;500 mm) = ( 15.14 ;500 mm) = 210( mm ) 90 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN NỀN MÓNG 4.1. Đánh giá đặc điểm công trình - Tên công trình: Trường THPT YÊN BÁI . - Quy mô công trình: Công trình gồm 6 tầng, công trình dạng chữ nhật có chiều dài các cạnh là (10x63,25)m, công trình có hình khối, ki ến trúc đơn giản,đáp ứng đầy đủ công năng sử dụng. Công trình có tổng chiều cao từ cos 0,00 đ ến cos đ ỉnh mái là 25,2 m , chiều cao các tầng là 3,7(m). - Đặc điểm kết cấu công trình: Sơ đồ kết cấu chịu lực của công trình là sơ đồ khung bê tông cốt thép đổ toàn khối, tường bao che, Sàn bê tông cốt thép đổ toàn khối dày 10 cm. Khi tính toán khung mặt ngàm tại chân cột lấy -1m so v ới cos + 0.00m. Công trình có tôn nền 0,45 (m) so với cos tự nhiên (cos ngoài nhà). Khi tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn II, cần khống chế độ lún giới hạn và độ lún lệch giới hạn của công trình đ ể có th ể s ử d ụng công trình một cách bình thường, và nội lực bổ sung do sự lún không đều của nền gây ra trong kết cấu siêu tĩnh không quá lớn, kết cấu khỏi hư   S S gh  S S gh hỏng và đảm bảo mỹ quan cho công trình:  Tổng lượng lún và chênh lệch lún của móng cũng như độ nghiêng của công trình phải nhỏ hơn trị số cho phép. Theo TCVN 10304-2014 “Móng cọc-Tiêu chuẩn thiết kế”: Với nhà nhiều tầng có khung hoàn toàn bằng bê tông cốt thép: Stb Sgh =10cm   S Sgh 0,002 91 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 4.1.1 Đánh giá điều kiện địa chất công trình a Địa tầng. Qua nhật ký hố khoan, tài liệu thí nghiệm đất và công tác chỉnh lý trong phòng cho phép chia đất trong phạm vi chiều sâu khảo sát ra thành các lớp sau: Từ trên xuống gồm các lớp đất có chiều dày ít thay đổi trong mặt bằng. - Lớp 1: Lớp đất san lấp dày 1,5m. - Lớp 2: Lớp sét pha xám vàng lẫn dăm mảnh, phong hóa dày 10,5m - Lớp 3: Lớp đá phiến thạch anh chưa kết thúc trong hố khoan thăm dò 12m. ĐỊA TẦNG b. Bảng chỉ tiêu cơ học, vật lí các lớp đất. h W STT 1 Tên loại đất Đất san lấp kN/m 18.5 3 Hệ số Độ kN/ rỗng sệt m e IL 26.9 - - 3  o II 15 c II E SPT kPa MPa N30 - 6000 92 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2 3 Sét pha xám vàng Đá phiến thạch anh TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 18.9 27.2 0.789 0.22 9 27 28.1 - - 0 48. 9 - 13000 13000 0 8 60 c. Đánh giá trạng thái và tính chất xây dựng của đất nền. * Đặc điểm và trạng thái của các lớp đất được lấy từ kết quả báo cáo địa chất như sau: - Lớp 1: Đất san lấp dày 1,5 m Khu vực xây dựng nằm trong địa hình đồi núi thấp, lớp đất san lấp dày 1,5m, nên diện tích mặt bằng công trình là bằng phẳng. - Lớp 2: Lớp sét pha xám vàng lẫn dăm mảnh phong hóa dày 10,5 m Độ sệt: 0  I L 0,22  0, 25  Với mô đun tổng biến dạng: Đất ở trạng thái nửa cứng E 13.000  kPa   10.000  kPa  Cho thấy đây là lớp đất có tính nén lún bé, sức chịu tải lớn. Vậy đây là lớp đất có tính chất xây dựng tốt. - Lớp 3: Lớp đá phiến thạch anh chưa kết thúc trong hố khoan thăm dò 12m Với mô đun tổng biến dạng: E 130.000  kPa   10.000  kPa  Cho thấy đây là lớp đất có tính nén lún bé, sức chịu tải rất lớn. Vậy đây là lớp đất có tính chất xây dựng rất tốt. - Nước dưới đất. Kết quả khảo sát khu vực xây dựng cho thấy, trong phạm vi chiều sâu khảo sát 12m nền đất không tồn tại đất đá chứa nước. 4.2. Lựa chọn giải pháp móng 4.2.1. Chọn loại nền móng Căn cứ vào đặc điểm công trình, công nghệ thi công, tải trọng tác dụng lên công trình, điều kiện địa chất và vị trí xây dựng công trình, chọn giải pháp móng cọc để thiết kế nền móng cho công trình. 93 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Độ sâu đặt đế đài móng: h 1,3  m  so với cos tự nhiên. Chiều cao đài móng hd 0,8  m  . : 4.2.2. Giải pháp mặt bằng móng Để tăng cường ổn định cho hệ móng công trình đồng thời giảm ảnh hưởng của việc lún không đều giữa các móng trong công trình ta sử dụng hệ giằng móng bố trí theo hệ trục ngang, dọc của mặt bằng công trình. Chọn giằng móng có kích thước (220400)mm bố trí theo dọc nhà, giằng móng có kích thước (220600)mm bố trí theo ngang nhà. Giằng móng làm việc như dầm trên nền đàn hồi, giằng truyền một phần tải trọng đứng xuống đất. Tuy nhiên để đơn giản tính toán và thiên về an toàn ta xem tải trọng giằng truyền nguyên vẹn lên móng theo diện truyền tải. Ngoài ra giằng còn truyền tải trọng ngang giữa các móng, tuy nhiên theo sơ đồ tính khung ta coi cột và móng ngàm cứng nên một cách gần đúng ta bỏ qua sự làm việc của giằng. 4.3. Thiết kế móng khung trục 14 4.3.1. Thiết kế móng khung trục 14-B ( Móng M1) *. Xác định tải trọng xuống móng trục 14-B a. Tải trọng do công trình truyền xuống trong mô hình tính toán - Tải trọng tác dụng lên công trình là tải trọng tính toán tại chân cột trục: 94 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cột trục 14-B TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Phần tử C2 N0tt M0tt Q0tt (kN) (kNm) (kN) 2232,2 183,03 78,07 b. Tải trọng do các bộ phận kết cấu tầng một gây ra cho móng - Tải do giằng móng trục B tiết diện 22x40cm gây ra: N ttg 1 = 0,22x0,4x1,1x25x(4,5+4,5)/2 = 10,89 - Tải do giằng móng trục 14 tiết diện 22x60cm gây ra: Nttg1 = 0,22x0,6x(3,0+8)/2x25x1,1 = 19,965 (kN) - Trọng lượng tường xây 220 trục B và lớp trát truyền xuống, hệ s ố cửa 0,7 Nttt = (1,1 x 0,22 x 18 + 1,3 x 2 x 0,015 x 18 ) x 0,7 x ( 4 – 0,35 ) x (4,5 + 4,5)/2 = 58,15 ( kN) - Trọng lượng tường xây 220 trục 14 và lớp trát tường truyền xuống: 95 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Nttt = ( 1,1 x 0,22 x 18 + 1,3 x 2 x 0,015 x 18 ) x 0,7 ( 3,7 - 0,7 ) x 8/2 = 42,48 (kN) - Trọng lượng tường xây móng đến cos 0.00 truyền xuống: N ttt = (1,1x0,22x18)x0,95x4,5 = 18,62 (kN) - Tải do lớp trát cột (220x500)mm gây ra: Nctt = 1,3 x 2 x 0,015 x 18 x (3,7-0,7) = 2,106 ( kN) Tổng tải trọng bổ sung: 10,89+19,965+58,15+42,48+18,62+2,106 = 199,731  kN  c. Nội lực tính toán tính đến mặt đài móng: Lực dọc tổng cộng :N = 2232,2 + 199,731 = 2431,931 (kN)  Nội lực tổng cộng tính đến mặt đài móng: Tên Cột múng trục M1 14B Tổ hợp C2(Max) N0tt M0tt Q0tt (kN) (kNm) (kN) 2431,93 183,03 78,07  Nội lực tiêu chuẩn (Chia hệ số vượt tải 1,2): Tên Cột móng trục M1 14-B Tổ hợp C2(Max) N0tc M0tc Q0tc (kN) (kNm) (kN) 2026,61 152,53 65,06 4.3.2. Tính toán cọc Sử dụng cọc gồm 1 đoạn cọc dài 12,0 m. Tiết diện cọc: (0,2 0,2) (mxm). 96 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Bê tông cọc cấp bền B20. Thép dọc chịu lực nhóm CII. Chọn cốt thép dọc: 4  16 có As = 8,04 cm2 Cọc được ngàm vào đài bằng cách phá vỡ một phần bê tông đầu c ọc cho trơ cốt thép dọc ra. Phần bê tông đập đi là 20.d = 20.1,6 =32 cm. L ấy 35 cm. Đoạn cọc được ngàm vào đài là 15 cm. Chiều dài cọc còn lại nằm trong đất là : Lc = 12 - 0,35 - 0,15 =11,5 (m) . Đáy đài đặt cách cốt thiên nhiên là h = 1,3(m) . 4.3.2.1. Xác định sức chịu tải của cọc đơn a. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức : Pv  . Rb . Ab  Rsc . As  97 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Trong đó:  : hệ số uốn dọc, với móng cọc đài thấp không xuyên qua bùn, than bùn  =1; Rb : Cường độ chịu nén tính toán của bê tông ; với bê tông cấp độ bền B20 có Rb = 11,5(MPa) Rs : Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép ; với cốt thép nhóm CII có Rsc = 280(MPa) Ab: Diện tích tiết diện của bê tông Ab = 0,04(m2) As: Diện tích tiết diện của cốt thép dọc As = 8,0410-4 (m2);  Pv = 1.(11500.0,04+280000.8,04.10-4) = 1685,12 (KN) b. Xác định theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT STT Loại đất Đất san 1 2 3 nền Sét pha xám vàng Đá phiến thạch anh N30 Cui Lci Nsi Lsi Cui.Lci Nsi.Lsi kN kPa m kN m kN/m kN/m 0 - - - - - - 8 50 10.5 - - 225 - 60 - - 60 0.8 - 48 225 48 TỔNG Pgh=Q s +Q c + Q c =m. N m . F c ( Nm ; [ P ]= P gh Fs sức kháng phá hoại của đất ở mũi cọc - số SPT của lớp đất tại mũi cọc). 98 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG n Qs =n ∑ U . N i . l i + : sức kháng ma sát của đất ở thành cọc. i=1 Ni - số SPT của lớp đất thứ i mà cọc đi qua (Với cọc ép: m = 400, n = 2)  Qc m.N m .Fc 400.60.0, 04 960 KN n  Qs n U .N i .li 2  0,8 x(60 x0,8  50 x 4,5)  284,16 i 1 [ P ]=  P gh Fs Theo TCXD 2005: Ta chọn  P  KN F s=2,5÷3 Fs 3 Qc  Qs 960  76,8 911, 2   414, 72kN Fs 3 3 * Sức chịu tải tính toán của cọc: Pctt = min  PV ;PSPT  = min  1685,12;414,72  = 414,72  kN  4.3.2.2. Xác định số cọc và bố trí cọc Để các cọc ít ảnh hưởng lẫn nhau, có thể coi các cọc là c ọc đ ơn, các c ọc được bố trí trong mặt bằng sao cho khoảng cách giữa các tim c ọc a 3d, trong đó d là đường kính của cọc. + Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu c ọc gây ra : p tt = Pctt 414,72 = = 1152  kN/ m 2  2 2 (3.d) (3.0, 2) + Diện tích sơ bộ đế đài là : Fsb = 1670, 27 N 0tt  = 1,5(m 2 ) tt p - n.h tb .tb 1152 -1,2.1,75.20 N 0tt :Tải trọng tính toán xác định đến đỉnh đài 99 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG n=1,2: hệ số vượt tải. h tb h  h ton.nen 1,3  0,45 1,75  m  tb :Trọng lượng thể tích bình quân của đài và đất trên đài. tb =20 kN/ m3 Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài và đất trên đài: N dtt = n.Fsb .htb .tb = 1,2.1,5.1,75.20 = 63(kN) Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài là : Ntt = Nott + Nttd = 2431,93 + 63 = 2494,93 (kN) N tt Số lượng cọc sơ bộ là nc = 1,2 x tt P = 1,2 x 2494,93 414,72 = 6,02 Kể đến khả năng chịu tải lệch tâm của móng ta chọn: n’c = 6 cọc. Khoảng cách giữa các tim cọc  3d = 3.20= 60(cm); Khoảng cách từ tim cọc đến mép đài  0,7d = 0,7.20 = 14 (cm). Chọn 20(cm). Mặt bằng bố trí cọc cho móng như hình vẽ sau: 100 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG MẶT BẰNG BỐ TRÍ CỌC CHO MÓNG 4.3.2.3. Kiểm tra điều kiện lực max truyền xuống cọc dãy biên: a. Xác định tải trọng tại đáy đài : - Từ mặt bằng bố trí cọc ta có diện tích đáy đài thực tế là: Ftt 1, 0 1, 6 1, 6  m 2  - Lực dọc tính toán: Ntt = Ntto + n.Fd.htr.tb = 2431,93 + 1,2.1,6.1,75.20 = 2499,13 ( kN ) - Mô men tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích các c ọc tại mặt phẳng đế đài: MYtt = M0Ytt + Q0Xtt.hđ = 152,53 + 78,07. 0,8 = 214,99 (kNm) b. Xác định lực truyền lên các cọc: Lực truyền lên cọc được xác định theo công thức sau: tt Ntt M y .xmax  n n'c  xi2 ' c Pttmax,min = i 1 Với, n’c = 6 là số lượng cọc trong móng. nc' 2 i x i 1 4.0, 62 1, 44  m  xmax: khoảng cách từ tim cọc biên đến trục X xi: khoảng cách từ trục cọc thứ i đến các trục X Thay số ta được: Pttmax = 2499,13 214,99.0,6 + = 506,1 (kN) 6 1,44 Pttmin = 2499,13 214,99.0,6 − = 326,94 (kN) 6 1,44 c. Kiểm tra điều kiện lực max truyền xuống cọc : - Điều kiện kiểm tra : N cd  0 Pcd n Trong đó: 101 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 0 : hệ số điều kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức đ ộ đồng nh ất c ủa nền đất khi sử dụng móng cọc, với móng nhiều cọc: 0 1,15 . n : hệ số tầm quan trọng của công trình. Công trình đang thiết kế thuộc loại nhà ở - tầm quan trọng cấp II, n 1,15 . Pcd = Ptt max+ Pc . - Trọng lượng tính toán của cọc kể từ đáy đài : Pc =Ap.Lc.c Với c : Trọng lượng riêng của cọc Do cọc không nằm dưới mực nước ngầm nên không phải tính v ới tr ọng lượng riêng đẩy nổi. Chiều dài cọc nằm trên mực nước ngầm : Lc1 = 5,5 (m) có c1 =25(kN/ m3 ) Chiều dài cọc nằm dưới mực nước ngầm : Lc2 = 0.  Pc = 0,045,525 = 5,5 (kN)  Pcd = Ptt max+ Pc = 506,1 +5,5 = 511,6 (kN).  Pcd = 511,6 ( kN ) < ❑o .Pcd = 1,15 .511,6 = 511,6 ( kN ) ❑ 1,15 n (Thoả mãn điều kiện lực truyền xuống cọc). Pttmin = 326,94 (kN) > 0 nên không tính toán kiểm tra theo điều ki ện chống nhổ. Kiểm tra sự hợp lý của số lượng cọc: P−(P ttmax−P c ) 511,6−(506,1−5,5) = x 100 %=2,3 %<10 % P 511,6 (Số lượng cọc đã chọn là hợp lý) 4.3.2.4. Tính toán nền móng cọc theo trạng thái giới hạn II a. Kiểm tra điều kiện áp lực ở đáy móng quy ước và điều kiện bi ến dạng Do mũi cọc được chống vào đá nên ta không phải kiểm tra đi ều ki ện áp lực ở đáy khối móng quy ước và điều kiện biến dạng. b. Tính toán độ bền và cấu tạo móng. Vật liệu sử dụng: 102 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG - Dùng bê tông có cấp độ bền B20 có Rb = 11,5(MPa) ; Rbt = 0,9 (MPa) - Dùng cốt thép nhóm CII có Rs = 280 (MPa) - Lớp bê tông lót dày 10cm, bê tông B7,5 vữa xi măng cát, đá 4 6. *. Theo độ bền chống chọc thủng Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện đâm thủng: vẽ tháp đâm thủng thì đáy tháp nằm trùm ra ngoài trục các cọc. Vì vậy đài c ọc không bị đâm thủng. *. Tính toán thép cho đài cọc - Tính toán mômen cho đài cọc 103 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG HÌNH TÍNH TOÁN - Momen tương ứng với mặt ngàm I - I MI = r1.( Ptt2 + Ptt4 ) = r1.2.Pttmax = 0,35.2.511,6 = 358,2 (kN). - Momen tương ứng với mặt ngàm II-II 511,6+326,94 P ttmax + Pttmin tt MII = r2 .( P1 + + 32694 ) + Pmin ) = 0,19.( 511,6 + 2 2 tt = 238,98 (kN). b. Tính toán và bố trí thép cho đài cọc - Cốt thép của đài cọc được bố trí theo hai phương, một lớp trên và một lớp dưới. - Do mô men trên mặt ngàm I-I lớn hơn mặt ngàm II- II nên cốt thép d ọc M AS = 0,9.h 0 R s theo trục Y được đặt ở dưới. * Cốt thép theo phương X đặt dưới được tính toán với mômen M I - Cốt thép yêu cầu chỉ cần đặt cốt đơn MI As = 0,9. h0 . Ra 358,2 = 0,9.0,7 .280000 = 2,03.10-3 (m2) = 20,3 cm2 chọn 8  18 a140 As = 20,36 cm2; Fa 20,36 (hàm lượng): % = L x h = 100 x 70 x 100=0,29 % >  =0,05% d 0 * Cốt thép theo phương Y đặt trên được tính toán cho mômen M II M II As = 0,9. h0 . Ra 238,98 3 = 0,9.0,7 .280 .280.10 = 13,55 cm2 chọn 9  14a200: As = 13,58 cm2(hàm lượng):  Fa 13,85  0,12%   0, 05% Ld ho 160 70  bố trí thép như trên là hợp lý. 104 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG MÓNG TRỤC 14-B ( MÓNG M1 ) TL:1/25 105 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 4.3.3. Thiết kế móng trục 14-A ( Móng M2) *. Xác định tải trọng xuống móng trục 14-A a. Tải trọng do công trình truyền xuống trong mô hình tính toán - Tải trọng tác dụng lên công trình là tải trọng tính toán tại chân cột trục: Cột trục 14-A Phần tử C1 N0tt M0tt Q0tt (kN) (kNm) (kN) 520,69 9,38 4,05 b. Tải trọng do các bộ phận kết cấu tầng một gây ra cho móng - Tải do giằng móng trục A tiết diện 22x40cm gây ra: N ttg 1 = 0,22x0,4x1,1x25x(4,5+4,5)/2 = 10,89 - Tải do giằng móng trục 14 tiết diện 22x60cm gây ra: Nttg1 = 0,22.0,6.(3/2).25.1,1 = 5,445 (kN) - Trọng lượng tường xây lan can 110 trục A và lớp trát truy ền xu ống: N ttt  1,10,1118+1,3 2 0,015 18  0,9 4, 2 10,8  kN  - Trọng lượng tường xây móng đến cos 0.00 truyền xuống: Nttt  1,10,22 18  0,95 4, 2 17,38  kN  - Tải do lớp trát cột (220x220)mm gây ra: 106 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Nctt = 1,1.0,22.0,22.18.(4 - 0,35 ) = 3,49 (kN) - Tổng tải trọng bổ sung: 10,89 + 5,445 + 10,8 + 17,38 + 3,49 =48,0  kN  c. Nội lực tính toán tính đến mặt đài móng: Lực dọc tổng cộng : N = 452,67 + 46,53 = 499,2 (kN)  Nội lực tổng cộng tính đến mặt đài móng: Tên Cột móng trục M2 14A Tổ hợp C8(Max) N0tt M0tt Q0tt (kN) (kNm) (kN) 520,69 9,38 4,05 N0tc M0tc Q0tc (kN) (kNm) (kN) 433,9 7,82 3,38  Nội lực tiêu chuẩn (Chia hệ số vượt tải 1,2): Tên Cột móng trục M1 14-B Tổ hợp C8(Max) 4.3.3.1. Xác định sức chịu tải của cọc đơn * Sức chịu tải tính toán của cọc: Pctt = min  PV ;PSPT  = min  1685,12;414,72  = 414,72  kN  4.3.3.2 Xác định số cọc và bố trí cọc Để các cọc ít ảnh hưởng lẫn nhau, có thể coi các cọc là c ọc đ ơn, các c ọc được bố trí trong mặt bằng sao cho khoảng cách giữa các tim c ọc a 3d, trong đó d là đường kính của cọc. + Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu c ọc gây ra : 107 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP p tt = TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Pctt 414,72 = = 1152  kN/ m 2  2 2 (3.d) (3.0, 2) + Diện tích sơ bộ đế đài là: 416,07 N 0tt Fsb = tt  = 0,47(m 2 ) p - n.h tb .tb 904, 44 -1,2.1,525.20 N 0tt :Tải trọng tính toán xác định đến đỉnh đài n=1,2: hệ số vượt tải. h tb h  h ton.nen 0, 45 1,3  1,525  m  2 2 tb :Trọng lượng thể tích bình quân của đài và đất trên đài. tb =20 kN/ m3 Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài và đất trên đài: N dtt = n.Fsb .htb .tb = 1,2.0,47.1,525.20 = 17,02(kN) Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài là N tt = N 0tt + N dtt = 416,07 17,02 433,09(kN) Số lượng cọc sơ bộ là N tt 433,09 n c = 1, 2  tt = 1, 2  = 1,3 Pc 414,72 Ta chọn: n’c = 2 cọc. Khoảng cách giữa các tim cọc  3d = 3.20= 60(cm); Khoảng cách từ tim cọc đến mép đài  0,7d = 0,7.20 = 14 (cm). Chọn 20(cm). Mặt bằng bố trí cọc cho móng như hình vẽ sau: 108 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG MẶT BẰNG BỐ TRÍ CỌC CHO MÓNG M2 4.3.3.3. Kiểm tra điều kiện lực max truyền xuống cọc dãy biên: a. Xác định tải trọng tại đáy đài : - Từ mặt bằng bố trí cọc ta có diện tích đáy đài thực tế là: Ftt 0, 4 1, 0 0, 4  m 2  - Lực dọc tính toán: N tt N 0tt  n.Fd .h tb .tb 416,07  1,2.0,4.1,525.20 430,71 kN  - Mô men tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích các c ọc tại mặt phẳng đế đài: MYtt = M0Ytt + Q0Xtt.hđ = 11,34 + 4,77. 0,8 = 15,16 (kNm) b. Xác định lực truyền lên các cọc: Lực truyền lên cọc được xác định theo công thức sau: tt Ntt M y .xmax  n n'c  xi2 ' c Pttmax,min = i 1 Với, n’c = 2 là số lượng cọc trong móng. nc' 2 i x i 1 2.0,32 0,18  m  xmax: khoảng cách từ tim cọc biên đến trục X. xi: khoảng cách từ trục cọc thứ i đến các trục X. 109 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG Thay số ta được: tt Pmax  430,71 15,16.0,3  240,62  kN  2 0,18 tt Pmin  430,71 15,16.0,3  190,08  kN  2 0,18 c. Kiểm tra điều kiện lực max truyền xuống cọc : - Điều kiện kiểm tra : N cd  0 Pcd n Trong đó: 0 : hệ số điều kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức đ ộ đồng nh ất c ủa nền đất khi sử dụng móng cọc, với móng nhiều cọc: 0 1,15 . n : hệ số tầm quan trọng của công trình. Công trình đang thiết kế thuộc loại nhà ở - tầm quan trọng cấp II, n 1,15 . Nc d = Ptt max+ Pc . - Trọng lượng tính toán của cọc kể từ đáy đài : Pc =Ap.Lc.c Với c : Trọng lượng riêng của cọc Do cọc không nằm dưới mực nước ngầm nên không phải tính v ới tr ọng lượng riêng đẩy nổi. Chiều dài cọc nằm trên mực nước ngầm: L c1 = 5,5 (m) có c1 =25(kN/m3) Chiều dài cọc nằm dưới mực nước ngầm : Lc2 = 0.  Pc = 0,045,525 = 5,5 (kN)  Nc d = Ptt max+ Pc = 240,62+5,5=246,12 (kN). 110 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  N cd 246,12  kN   TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 0 1,15 Pcd  414,72 414,72  kN  n 1,15 (Thoả mãn điều kiện lực truyền xuống cọc) Pttmin = 190,08 (kN) > 0 nên không tính toán kiểm tra theo điều ki ện chống nhổ. 4.3.3.4. Tính toán nền móng cọc theo trạng thái gi ới h ạn II a. Kiểm tra điều kiện áp lực ở đáy móng quy ước và điều kiện bi ến dạng Do mũi cọc được chống vào đá nên ta không phải kiểm tra đi ều ki ện áp lực ở đáy khối móng quy ước và điều kiện biến dạng. b. Tính toán độ bền và cấu tạo móng Vật liệu sử dụng: - Dùng bê tông có cấp độ bền B20 có Rb = 11,5(MPa) ; Rbt = 0,9(MPa) - Dùng cốt thép nhóm CII có Rs = 280(MPa) - Lớp bê tông lót dày 10cm, bê tông B7,5 vữa xi măng cát, đá 4 6. *. Theo độ bền chống chọc thủng Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện đâm thủng: vẽ tháp đâm thủng thì đáy tháp nằm trùm ra ngoài trục các cọc. Vì vậy đài c ọc không bị đâm thủng. 111 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG CẤU TẠO MÓNG *. Tính toán thép cho đài cọc - Tính toán mômen cho đài cọc HÌNH TÍNH TOÁN - Momen tương ứng với mặt ngàm I - I M I r1. P2tt  P4tt  r1.Pmttax 0,19.240, 62 45,71 kNm  - Momen tương ứng với mặt ngàm II-II: M II 0  kNm  b. Tính toán và bố trí thép cho đài cọc - Cốt thép của đài cọc được bố trí theo hai phương, một lớp trên và một lớp dưới. - Do mô men trên mặt ngàm I-I lớn hơn mặt ngàm II - II nên cốt thép d ọc theo M trục X được đặt ở dưới và được tính theo công thức: As = 0,9.h0 .Ra * Cốt thép theo phương X đặt dưới được tính toán với mômen MI 112 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG MI 45, 71 3,34cm2 As = 0,9.h0 .Ra = 0,9.0,7.280000 Chọn 312 a160 có As = 4,62 cm2  Hàm lượng thép: Fa 4,62  0,66%   0, 05% Ld ho 100 70 Vậy chọn thép: 3  12a160 là hợp lí. * Cốt thép theo phương Y đặt trên được tính toán cho mômen MII M II 0  kNm  Chọn thép theo cấu tạo 610 có As = 4,71 cm2 Vậy chọn thép: 6  10a200. 113 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG MÓNG TRỤC 14-A (MÓNG M2) TL1/25 114 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG PHẦN III THI CÔNG (45%) NHIỆM VỤ: A. KỸ THUẬT THI CÔNG 1. Thiết kế biện pháp kĩ thuật thi công phần ngầm: - Lập biện pháp thi công ép cọc. - Lập biện pháp thi công đất. - Lập biện pháp thi công bê tông móng, giằng móng, cổ cột. 2. Thiết kế biện pháp kĩ thuật thi công phần thân: - Lập biện pháp thi công cột tầng điển hình, dầm, sàn tầng điển hình. B. TỔ CHỨC THI CÔNG - Lập tiến độ thi công cho công trình theo phương pháp sơ đồ ngang. - Thiết kế tổng mặt bằng thi công công trình - Thiết kế biện pháp an toàn lao động và vệ sinh môi trường GIÁO VIÊN H ƯỚNG D ẪN : Ths. GVC Nguy ễn Ti ến Thành SINH VIÊN TH ỰC HI ỆN : Phan Minh Di ễm LỚP : XD1801D 115 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH A. Giới thiệu công trình và các điều kiện liên quan 1.1. Tên công trình, địa điểm xây dùng - Công trình “TRƯỜNG THPT YÊN BÁI”. - Công trình được xây dùng tại tỉnh Yên Bái. 1.2. Mặt bằng định vị công trình 1.3. Phương án kiến trúc, kết cấu móng công trình - Công trình gồm 5 tầng, công trình dạng chữ nhật có chiều dài các cạnh là (10x63,25)m, công trình có hình khối, kiến trúc đơn giản,đáp ứng đầy đủ công năng sử dụng. - Công trình có tổng chiều cao từ cos 0,00 đến cos đỉnh mái là 25,2m , chiều cao các tầng là 3,7(m). - Hệ kết cấu chịu lực của công trình là khung BTCT đổ toàn khối có tường chèn. Tường gạch có chiều dày 110mm, 220mm, sàn sườn đổ toàn khối cùng dầm. Toàn bộ công trình là một khối thống nhất. 116 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG - Móng công trình: Kết cấu móng là móng cọc BTCT đài thấp. Đài móng cao 0,8 m đặt trên lớp BT lót cấp độ bền B20 dày 0,1m. Đáy đài đặt tại cốt -1,75 m so với cốt  0,00. - Cọc ép là cọc BTCT tiết diện (20x20)cm, chiều sâu mũi cọc là -7,25 m so với cốt  0,00. Cọc dài 6 m. - Công trình có tổng cộng 48 đài móng. Trong đó: + Móng M1 gồm có 32 móng kích thước (1,0x1,6)m. + Móng M2 gồm có 16 móng kích thước (0,4x1,0)m. 1.4. Điều kiện địa hình, địa chất công trình, địa chất thủy văn a. Điều kiện địa hình Công trình xây dùng tại Yên Bái thuộc địa hình A. b. Điều kiện địa chất công trình. - Giải pháp móng ở đây là dùng phương pháp móng cọc, ép trước. - Cọc dài 12 m chân cọc tỳ lên đỏ phiến thạch anh. - Điều kiện địa chất công trình được thể hiện qua trụ địa chất đã khảo sát. c. Điều kiện địa chất thuỷ văn. - Công trình được xây dùng tại Yên Bái thuộc vùng I-A trong bản đồ phân vùng khí hậu của Việt Nam. 117 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH QUẢN LÝ VÀ CÔNG NGHỆ HẢI PHÒNG 1.5. Một số điều kiện liên quan a. Tình hình giao thông khu vực Công trình được xây dùng trên một khu đất bằng phẳng rộng rãi, giao thông đi lại dễ dàng, thuận lợi. quá trình thi công không lo lở lún công trình lân cận. b. Khả năng cung cấp vật tư khu vực Gần với nơi cung cấp bê tông thương phẩm nếu dùng. c. Khả năng cung cấp điện nước thi công Điện nước ổn định, đồng thời hệ thống thoát nước của công trường cần xả trực tiếp vào hệ thống thoát nước chung. 1.6. Nhận xét Vị trí công trình như trên khi đưa ra các giải pháp thi công thì có các mặt thuận lợi và khó khăn sau đây. Thuận lợi: - Địa hình, giao thông, điện nước, vật liệu địa phương… Khó khăn: - Công trường thi công nằm trong khu dân cư nên mọi biện pháp thi công đưa ra trước hết phải đảm bảo được các yêu cầu về vệ sinh môi trường (tiếng ồn, bụi, ...) đồng thời không ảnh hưởng đến khả năng chịu lực và an toàn cho các công trình lân cận. - Phải mở cổng tạm, hệ thống hàng rào tạm bằng tôn che kín bao quanh công trình >2m để giảm tiếng ồn. B. Công tác chuẩn bị trước khi thi công. 1.1. San dọn và bố trí tổng mặt bằng thi công - Công tác dọn dẹp mặt bằng bao gồm: Chặt bỏ cây cối vướng...