ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ XÂY DỰNG CAO ỐC VĂN PHÒNG 135 PASTEUR
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.86 MB, 307 trang )
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135 pasteur GVHD: ThS. NGUYỄN VIỆT
TUẤN
SVTH: CHÂU NGỌC HÒA Lớp: 99XD02 Trang - 188-
MỤC LỤC
PHẦN I: KIẾN TRÚC Trang 3
A. Giới thiệu tổng quan công trình 3
B. Các đặc điểm kiến trúc của công trình 3
PHẦN II: KẾT CẤU Trang 5
CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN BẢN SÀN ĐIỂN HÌNH 5
I. Chọn loại vật liệu . 5
II. Chọn sơ bộ kích thướt dầm sàn 5
III. Phân loại ô bản 7
IV. Xác đònh tải trọng tác dụng lên bản 9
V. Tính toán nội lực và tính thép cho bản . 12
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN DẦM DỌC TRỤC D 20
I.Xác đònh sơ đồ tính và tải trọng tác dụng lên dầm trục D……………… 20
II.Tổ hợp tải trọng tác dụng lên dầm trục D 24
III.Tính thép và bố trí thép 30
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN KHUNG PHẲNG TRỤC 2 34
I .Sơ đồ kết cấu khung ngang 34
II .Tải trọng 34
III .Xác đònh kích tiết diện khung 43
IV .Tổ hợp tải trọng 45
V .Giải nội lực và tính thép 65
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CẦU THANG ( 45 – DE ) 81
I .Cấu tạo cầu thang , chiếu nghỉ và bản sàn 81
CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN HỒ NƯỚC 90
A .TÍNH BẢN HỒ 90
A.1 .Bản đáy hồ nước 90
A.2 .Bản nắp hồ 91
A.3 .Bản thành hồ 93
B .TÍNH DẦM ĐÁY HỒ 95
B.1 .Tính dầm D3 95
B.2 .Tính dầm D2 97
B.3 .Tính dầm D1 99
PHẦN III: NỀN MÓNG 103
CHƯƠNG I: ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 104
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MÓNG 106
PHƯƠNG ÁN I: MÓNG CỌC ÉP BTCT 106
I.Khái quát về cọc ép 106
II.Chọn vật liệu làm cọc 106
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135 pasteur GVHD: ThS. NGUYỄN VIỆT
TUẤN
SVTH: CHÂU NGỌC HÒA Lớp: 99XD02 Trang - 188-
III.Tính toán các móng 106
PHƯƠNG ÁN II: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 139
I .Khái quát về cọc khoan nhồi 139
II .Chọn vật liệu làm cọc 139
III .Tính toán các móng 139
PHẦN IV: THI CÔNG 172
CHƯƠNG 1 :ĐẶC ĐIỂM CHUNG THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG 172
CHƯƠNG 2 :KỸ THUẬT THI CÔNG 175
CHƯƠNG 3 :TỔNG BÌNH ĐỒ CÔNG TRÌNH 181
CHƯƠNG 4 :AN TOÀN TRONG LAO ĐỘNG 185
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135 pasteur GVHD: ThS. NGUYỄN VIỆT
TUẤN
SVTH: CHÂU NGỌC HÒA Lớp: 99XD02 Trang - 1 -
LỜI NÓI ĐẦU
Để có sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế trong những năm gần đây, thì một tất
yếu khách quan mà ai cũng hiểu đó là ngành xây dựng phải là một trong những ngành
phát triển tiên phong, minh chứng cho tất yếu này là dành một phần rất lớn ngân sách
nhà nước dành cho xây dựng, cùng với sự phát triển và vai trò rất quan trọng của nó thì
yêu cầu xây dựng ngày càng đòi hỏi được nâng cao, nên việc thiết kế, thi công công
trình cần đạt được mục tiêu: An toàn, Mỹ quan và Kinh tế.
Một công trình kiến trúc, ngoài vẽ đẹp bên ngoài, tiện nghi bên trong, nó còn đòi
hỏi vững chắc, đảm bảo tuổi thọ của thiết kế. Do đó kết cấu công trình đóng vai trò rất
quan trọng để đảm bảo sự bền vững và tuổi thọ công trình.
Trong hệ kết cấu công trình thì hai vấn đề luôn đặt ra hàng đầu, đó là nền móng và
hệ kết cấu chòu lực bên trên. Nhưng tuỳ theo quan điểm nhìn nhận và đánh giá của mỗi
người mà xem kết cấu chòu lực bên trên hay nền móng là quan trọng hơn.
Riêng em, tất cả điều quan trọng, vì có cả hai vấn đề ấy mới tạo nên hệ tổng thể
công trình. Để trở thành kỹ sư thì ít nhất phải có căn bản về toàn hệ kết cấu công trình.
Mà theo em thì hệ kết cấu bên trên có thể tính chính xác, gần đúng hơn là nền móng.
Do ta rất khó xác đònh chính xác sự làm việc của nền đất nằm bên dưới công trình như
thế nào.
Chính vì vậy phần chính đồ án tốt nghiệp của em kỳ này là kết cấu . Nền là nơi
tiếp nhận tải trọng từ móng, còn móng là nơi tiếp nhận tải trọng từ khung và truyền
xuống nền và khi có sự cố thì rất khó sửa chữa, gia cố. Việc chọn chọn đồ án tốt nghiệp
50% là kết cấu . vì em muốn học thêm căn bản và củng cố kiến thức về nó và cũng vì sự
quan trọng của nó đối với một công trình một khi không được đầu tư đúng mức sẽ gây
lãng phí và tốn kém không cần thiết.
Tóm lại, với đồ án tốt nghiệp lần này là một nền tản rất lớn để trang bò kiến thức
cho em ra trường phục vụ bản thân-gia đình-xã hội-đất nước. Do đây là lần đầu tiên
thiết kế cho toàn hệ công trình nên sẽ không tránh khỏi rất nhiều sai sót và khuyết
điểm, nhưng với sự giúp đỡ nhiệt tình và chu đáo của các thầy cô trên khoa cũng như
các thầy hướng dẫn và đặc biệt là thầy NGUYỄN VIỆT TUẤN trực tiếp hướng dẫn em,
em tin rằng mình có thể hoàn thiện kiến thức chuyên môn và học hỏi nhiều kiến thức
khác giúp ích cho bản thân khi ra trường, với lòng biết ơn sâu sắc em xin chân thành
cảm ơn các thầy cô đã giảng dạy em suốt 4 năm học, các thầy hướng dẫn và nhất là
thầy NGUYỄN VIỆT TUẤN đã tận tình trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn
thành đồ án tốt nghiệp kỳ này.
Sinh viên: Châu Ngọc Hòa
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135 pasteur GVHD: ThS. NGUYỄN VIỆT
TUẤN
SVTH: CHÂU NGỌC HÒA Lớp: 99XD02 Trang - 2 -
PHỤ LỤC
A- THUYẾT MINH
PHẦN I:
KIẾN TRÚC: 0 %
- VỊ TRÍ CÔNG TRÌNH
- MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG CÔNG TRÌNH
- HẠNG MỤC CÔNG TRÌNH
PHẦN II:
KẾT CẤU : 50 %
- TÍNH SÀN ĐIỂN HÌNH (SÀN LẦU 2-5)
- TÍNH DẦM DỌC TRỤC D
- TÍNH KHUNG PHẲNG ĐIỂN HÌNH (KHUNG TRỤC 2)
- TÍNH CẦU THANG BỘ ( 45-DE)
- TÍNH HỒ NƯỚC ( DE-56)
PHẦN III:
NỀN MÓNG: 30 %
- PHƯƠNG ÁN I: MÓNG CỌC ÉP BTCT
- PHƯƠNG ÁN II: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI
PHẦN IV:
THI CÔNG: 20 %
- ĐẶC ĐIỂM CHUNG THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG
- KỸ THUẬT THI CÔNG
- TỔNG BÌNH ĐỒ CÔNG TRƯỜNG
- AN TOÀN LAO ĐỘNG
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: Châu Ngọc Hoà Lớp 99XD02 Trang 1
CHƯƠNG III
THIẾT KẾ MÓNG
PHƯƠNG ÁN II
MÓNG CỌC KKOAN NHỒI BTCT
I. KHÁI QUÁT VỀ CỌC KHOAN NHỒI
Cọc khoan nhồi là cọc được chế tạo và hạ xuống ngay tại hiện trường bằng cách
khoan trong đất nhưỡng lỗ cọc có độ sâu và đường kính thiết kế, sau đó đặt lòng thép và
nhồi bê tông vào cọc. Cọc khoan nhồi có ưu điểm và nhược điểm như sau :
*
Ưu điểm:
- Không gây ảnh hưởng chấn động đối với các công trình xung quanh.
- Sức chòu tải của cọc rất lớn nếu ta dùng đường kính và độ sâu lớn.
- Lượng thép trong cọc khoan nhồi ít chủ yếu để chòu tải trọng ngang ( đối với cọc đài thấp)
* Khuyết điểm
II. CHỌN VẬT LIỆU LÀM CỌC
:
- Giá thành cao do kỹ thuật thi công mặt dù thiết kế thép trong cọc rất tiết kiệm.
- Biện pháp kiểm tra chất lượng bê tông cọc khoan nhồi rất phức tạp bằng
phương pháp siêu âm hay thử tónh cọc.
- Ma sát bên cọc có thể giảm đi đáng kể so với cọc đóng và cọc ép do công nghệ
tạo khoan lỗ.
- Bê tông cọc và bêtông đài chọn Mác 300 ( R
n
= 130 kg/cm
2
).
- Thép đài và cọc chọn loại A
II
→ Ra= 2800 kg/cm
2
III. TÍNH TOÁN CÁC MÓNG
Tính toán với hai loại móng điển hình:
TRỤC LOẠI
Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn
E-2
MÓNG 1
Q (T) 4.557 33.8
N (T) 208.18 173.48
M
13.83 (Tm)
11.53
C-2
MÓNG 2
Q (T) 10.41 8.68
N (T) 324 270
M
27.48 (Tm)
22.9
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
MÓNG M1
1. Tải Trọng :
Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn
Q (T) 4.56 3.8
N (T) 208.18 173.48
M
13.83 (Tm)
11.53
Q
TC
= Q
TT
/1.2 (T)
N
TC
= N
TT
/1.2 (T)
M
TC
= M
TT
/1.2 (Tm)
2. Chọn vật liệu và kích thước cọc :
- Chọn cọc có đường kính 80cm. Cọc cắm vào lớp đất thứ 5 (Cát pha ,trạng thái
chặt vừa).
- Chiều dài cọc chọn 20 m.
- Ngàm cọc vào đài 15cm.
- Diện tích tiết diện ngang cọc:
F
b
π × D
2
4
= =
4
80*
2
π
= 5027 cm
2
- Trọng lượng cọc: P
c
= 20*2.5*0.5*1.1 = 27.5 T
3.
Xác đònh sức chòu tải của cọc :
3.1.
Theo điều kiện đất nền :
- Sức chòu tải giới hạn của cọc:
φ
gh
= m(m
R
q
m
A
m
+uΣm
i
f
i
l
i
)
m=1 hệ số điều kiện làm việc
m
R
=1 hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc nhồi
m
f
=0.7 hệ số điều kiện làm việc của đất ở thân cọc (phụ thuộc phương
pháp tạo lổ khoan, loại cọc)
f
i
(T/m
2
) : ma sát bên của lớp đất thứ i ở mặt bên thân cọc lấy theo
bảng A2 (TCXD 205-1998)
l
i
(m) :chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc mặt bên thân cọc.
q
m
(T/m
2
) : Cường độ chòu tải của đất dưới mũi cọc lấy theo yêu cầu A8
,A9(TCXD 205-1998)
A
m
(m
2
) : Diện tích mũi (với cọc khoan nhồi đáy không mở rộng lấy
bằng tiết diện ngang cọc) => A
m
= F = 0.5 m
2
u (m) : Chu vi cọc
u= π* 0.8= 2.5 m
* Sức chống tính toán của đất dưới mũi cọc cắm vào đất cát:
q
m
= 0,75β(γ
I
’d
p
A
k
o
+ αγ
I
hB
k
o
)
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
Z6=13000
Z5=11000
Cát pha B=0.28,C=0.203(T/m2)
Trạng thái chặt vừa
Sét B=0.28,C=0.391(T/m2)
Trạng thái dẻo cứng
Các pha B=0.27,C=0.237(T/m2)
Trạng thái chặt
Z7=15000
Z10=21000
Z9=19000
Z8=17000
-22000
-20000
-12000
Sét pha bùn B=0.27,
C=0.209(T/m2)
Trạng thái dẻo
Sét B=0.32,C=0.337(T/m2)
Trạng thái dẻo cứng
Z3=7000
Z4=9000
Z2=5000
Z1=3000
Q
TT
M
TT
+0.000
-6000
-2000
-2500
TT
β, A
k
o
,α,B
k
o
: Hệ số không thứ nguyên lấy theo bảng A6 (TCXD 205-
1998) phụ thuộc vào góc ma sát trong của lớp đất dưới mũi cọc.
γ
I
’(T/m
3
) : Trò tính toán của trọng lượng thể tích đất ở dưới mũi cọc
γ
I
(T/m
3
ϕ
) : Trò tính toán trung bình của trọng lượng thể tích đất ở trên mũi
cọc
d: Đường kính cọc nhồi = 0.8m
L : Chiều dài cọc trong đất
Tra bảng A6 ta có kết quả sau:
L(m)
I
d(m) A
k
B
o
k
L/d
o
α
β
25 20
o
0.8 12.6 24.8 25 0.49 0.31
- Cọc tựa lên lớp đất thứ 5 => γ
I
’= (1.95-1)=0.95 (T/m
3
).
- Tính γ
I
Lớp đất
: Xét các lớp đất mà cọc xuyên qua (có kể đẩy nổi)
2
3
4
5
h 4.0
i
6.0 8.0 2.0
γ 1.91
i
1.91 1.95 1.95
φ 18.5
0
25.5 18.5 25
γ
1
∑
∑
γ
i
ii
h
h
= =
20
1.19
= 0.96T/m
3
=>q
.
m
=0.75*0.31*(0.95*0.8*12.6 + 0.49*0.96*20*24.8) = 56.47(T/m
2
)
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
( )
2
22
cf
tt
m/T9.42
)8.00.1(
139
)d1(
p =
+
=
+
φ
=
)m(38.5
72.38
18.208
P
N
F
2
tt
c
tt
b
===
* Khả năng bám trượt bên hông cọc:
STT Độ sệt B Z l
-
f
i
l
si i
f
i
1 0.32 3 2 3.3 6.6
2 0.32 5 2 3.78 7.56
3 0.58 7 2 1.99 3.98
4 0.58 9 2 2.05 4.1
5 0.58 11 2 2.25 4.5
6 0.28 13 2 5.3 10.6
7 0.28 15 2 6.78 13.56
8 0.28 17 2 7.04 14.08
9 0.28 19 2 7.31 14.62
10 0.28 21 2 7.705 15.41
Σ
94.99
l
i
: chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên của cọc (chiều dày mỗi
lớp <= 2m).
f
si
: Cường độ chòu tải mặt bên của cọc ( tra bảng A2 TCVN 205-1998)
Z
-
là chiều sâu trung bình của lớp đất thứ i tính từ cao trình qui ước đến
giữa lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc .
Z: Độ sâu của lớp đất tính từ mặt nền (m)
+ Sức chòu tải giới hạn của cọc ma sát :
φ
gh
= m * (m
R
* q
m
* A
m
+ u∑ m
f
* ƒ
si
*
l
i
)
= 1{1*56.47*0.5 + 2.5*0.7*94.99) = 194.47 (T/m
2
4.1
47.194
cf
=φ
)
+ Sức chòu tải cho phép của cọc đơn theo chỉ tiêu cơ lí :
= 139 T
3.2
. Xác đònh sơ bộ kích thước của đài:
- Cường độ tính toán trung bình của đáy bệ:
- p lực nén lên bệ:
P
tt
c
=P
tt
- γ
−
*h
đ
*1.1
- Diện tích của đáy bệ:
- Tải trọng của móng khối quy ước tính từ đáy bệ:
N
tt
b
=n*F
b
*h
đ
*γ
−
)m/T(72.381.1*0.2*9.19.42
2
=−=
=1.1∗5.38∗1.9=11.24Τ
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
1600
500
3400
1800800
100 100
100 800
800
500
A
800 100
A
E
2
900800
800
800
900
500
800
1050
100 150
3400
=>Tải trọng tính toán dưới đáy bệ:
N
tt
đ
=N
tt
0
+ N
tt
b
cf
tt
đ
N
φ
µ
∑
=208.18+11.24=219.42 T
5. Xác đònh số lượng cọc :
- Số lượng cọc sơ bộ :
n ≥ =1.4 *
139
42.219
= 2.21 (cọc)
- Ta chọn số lượng cọc trong đài là 2 cọc. Khoảng cách giữa các cọc D +1m = 1.8 m.
µ : Hệ số kể đến mô men lệch tâm.
- Kích thước đài cọc là a*b :
a = 1.8 + 0.8*2 = 3.4 m
b = 0.8*2 = 1.6 m .
a: Chiều dài cọc (m)
b: Chiều rộng cọc (m)
⇒ Chọn kích thước đài cọc là 3.4*1.6 m
- Kích thước cột: a
c
*b
c
Chiều cao đài cọc sơ bộ : h
=0.5 m * 0.5 m
đ
2
5.08.1 −
≥ 0.2+ = 0.85 m => Chọn h
đ
= 0.95 m.
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
)T(46.115
2
92.230
n
N
p
c
tt
đ
tb
c
===
5. Kiểm tra lực tác dụng lên cọc :
- Mômen xác đònh tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện tại đế đài :
∑
M
tt
= M
tt
+Q
tt
*h
đ
= 13.83 +4.56*2.0=22.95 Tm.
- Trọng lượng tính toán của đài và đất phủ trên đài :
W = n F
đ
γ
tb
h
m
= 1.1*3.4*1.6*1.9*2.0 = 22.74 (T).
- Trọng lượng tính toán của đài và đất phủ trên đài :
N
tt
đ
=N
tt
- Tải trọng lớn nhất tác dụng lên cọc biên :
Σx
+ W =208.18+22.74 =230.92(T)
- Tải trọng tác dụng bình quân lên đầu cọc :
i
=2*0. 9
2
=1.62 (m)
x
max
)9.0*2(
9.0*83.13
2
92.230
x
xM
n
N
P
22
i
max
tt
c
tt
đ
minmax,
±=
∑
∑
±=
=0. 9 (m)
⇒ P
max
= 123.14 T
P
min
= 107.77T
* Kiểm tra:
P
max
= 123.14 T <[φ
cf
] = 139 T.
P
min
= 107.77 (T) > 0 → cọc không bò nhổ.
Vì tải trọng tác dụng lên cọc nhỏ hơn sức chòu tải tính toán của cọc cho nên thiết kế
cọc như trên là hợp lý. Ta không cần kiểm tra điều kiện chống nhổ do P
min
>0
6. Kiểm tra lực tác dụng lên nền đất :
6.1.
Lớp đất
Xác đònh kích thước móng khối qui ước:
Xét các lớp đất mà cọc xuyên qua:
Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5
Góc ma sát trong ϕ
II
18.5 (độ) 25.5
o
18.5
o
25
o
o
Chiều dày lớp đất h (m) 4.0 6.0 8.0 2.0
=> Góc ma sát trong trung bình:
ϕ
tb
==
ϕ
∑
∑
20
438
h
h
i
ii
= 22
0
α = ϕ
tb
/4 = 22/4 = 5.5
o
- Diện tích khối móng quy ước xác đònh như sau:
a
m
= a
1
+ 2*L*tgα
b
m
= b
1
+ 2*L*tgα
Trong đó:
a
1
, b
1
là khoảng cách giữa 2 mép ngoài của 2 cọc biên theo phương a,b
L: chiều dài cọc
a
m
= (3.4-0.8) + 2*18*tg(5.5) = 6.4 4m
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
)m/T(87.0
22
2*95.08*95.06*91.05.3*9.05.0*9.1
3
tb
=
++++
=γ
48.887
13.95
N
M
tc
tc
=
∑
∑
b
m
= (1.6-0.8) + 2*18*tg(5.5) = 4.64 m
⇒ F
m
= 6.44*4.64 = 29.88 m
2
.
- Chiều cao móng khối quy ước: H
m
= 20+ 2.0= 22 m
6.2.
Tính Trọng lượng của móng khối qui ước:
- Trọng lượng khối móng quy ước từ đế đài trở lên:
Q
1
= F
m
γ
tb
h
m
= 29.88*1.9*2.0 = 113.54 T
- Trọng lượng của 2 cọc:
Q
cọc
= 2*25 = 50 T
- Trọng lượng các lớp đất từ đáy đài đến mũi cọc (trừ đi trọng lượng đất bò cọc
chiếm chổ ) :
Q
2
= ( F
m
- ∑F
cọc
∑
=
8
3i
ii
h
γ
) =
=(29.88 − 2*0.5)(1.9*0.5+0.9*3.5+0.91*6+0.95*8+0.95*2)= 550.45T
=> Tổng trọng lượng móng khối quy ước :
Q
m
= Q
1
+ Q
2
+ Q
cọc
= 113.54 + 550.45+ 50 = 714 (T)
- Trọng lượng thể tích trung bình các lớp đất từ mũi cọc trở lên :
γ
tb
Q
F H
m
m m
= =
22*88.29
714
= 1.09 T/m
3
6.3. A
Ù
tc
tc
m
k
mm
R
21
=
p lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối quy ước:
= ( Ab
m
γ
II
+BH
m
γ
tb
+DC
II
) .
γ
A, B, D : các hệ số tra bảng phụ thuộc ϕ của đất nền dưới mũi cọc
tb
: trọng lượng riêng trung bình của các lớp đất trong móng khối quy
ước
γ
II
: trọng lượng riêng của lớp đất mũi cọc tựa lên .
Lấy k
tc
= 1 ; m
1
*
m
2
= 1.0 ;
Lớp đất dưới mũi cọc có C= 0.203(T/m
2
) ; ϕ
tc
= 25
o
⇒
A =0.61
B = 3.44
D = 6.01
Vậy : R
m
tc
= 1.0(0.61 *4.64* 0.95 + 3.44*22*0.87 + 0.203*6.01) .
R
m
tc
= 69.75 T/m
2
6.4.
Ứng suất tiêu chuẩn ở đáy móng khối quy ước
∑
+=
m
tctctc
HQMM *
:
- Mômen ứng với trọng tâm móng khối quy ước là:
= 11.53 + 3.8*22 = 95.13T.m
- Lực dọc tiêu chuẩn truyền xuống trọng tâm móng khối quy ước là:
∑N
tc
= N
tc
+ Q
m
= 173.48+714= 887.48 T
- Độ lệch tâm :
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
e = = 0.107(m)
⇒ Ứùng suất tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước
)
44.6
107.0*6
1(
88.29
48
.887
)
a
e6
1(
F
N
mm
tc
minmax,
±=±
∑
=σ
σ
max
= 32.66 T/m
2
σ
min
= 26.74 T/m
2
σ
tb
=(σ
max
+σ
min
)/2 = 29.7T/m
2
6.5.
Kiểm tra khả năng chòu tải của lớp đất đáy móng :
σ
max
= 32.66 T/m
2
< 1.2R
tc
= 1.2*69.75 =83.7T/m
2
σ
min
= 11.78 T/m
2
> 0
σ
tb
= 29.7 T/m
2
< R
tc
=69.75 T/m
2
Vậy đất nền bên dưới đảm bảo đủ khả năng tiếp nhận tải do cọc truyền xuống.
7. Kiểm tra độ lún của móng cọc :
- Ta sẽ dùng phương pháp cộng lún từng lớp.
- Ứng suất bản thân của đất ở đáy khối móng quy ước:
σ
bt
= Σh
i
γ
i
= 1.9*0.5 + 0.9*3.5 + 0.91*6 + 0.95*8+0.95*2=19.14 (T/m
2
)
- Áp lực gây lún :
p
gl
= σ
tb
- σ
bt
= 29.7− 19.14= 10.56(T/m
2
)
7.1.
Phân bố ứng suất trong nền đất:
- Ứng suất do đất nền: σ
z
đ
= Σh
i
γ
i .
- Ứng suất do tải trọng: σ
z
= k
o
p
gl
- Ứng suất do tải trọng: σ
tb
z
= (σ
tb
i
+σ
tb
I+1
)/2
với
- k
o
m
m
m
b
a
,
b
Z2
= f được tra bảng
- Chia đất dưới đáy móng khối quy ước thành nhiều lớp có chiều dày
h
i
= b
m
Lớp
/4= 4.6/4 = 1.16( m).
Điểm Z (m) a
m
/b 2Z/b
m
K
m
σ
o
z
σ
(T/m2)
tb
z
σ
(T/m2)
bt
z
(T/m2)
5
1 0 1.4 0.0 1 10.56 10.25 22.9
2 1.16 1.4 0.5 0.941 9.94 9.01 24
3 2.32 1.4 1.0 0.765 8.08 7.05 25.1
4 3.48 1.4 1.5 0.57 6.02 5.2 26.21
5 4.64 1.4 2.0 0.414 4.37 27.31
Nhận xét: Tại độ sâu 4.64 m (kể từ mủi cọc trở xuống) , ta có:
σ
z
= 4.37 (T/m
2
)< 0.2 σ
z
bt
= 0.2 * 27.31 = 5.46 (T/m
2
)
- Ta có thể dừng tại điểm 5.
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
Ư Ùn g s u a át g a ây l u ùn
2
Ứng suất bản thân
σbt=27.31(T/m2)
hi=1.16 (m)
σgl=4.37(T/m2)
950
σbt=19.14(T/m2)
1
4
-22000
σgl=10.56(T/m2)
-2000
0.000
Ζ
1
2
3
5
4
-2500
3
5
- Khả năng chòu lực của lớp đất dưới mũi cọc:
σ = 27.31+5.46= 32.77 (T/m
2
) < R
tc
⇒ Vậy đảm bảo sức chòu tải của đất dưới mũi cọc
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
800
800
900
900
800
1050
800
150100
500
)/(4.571)/(14.57
014.0
8.0
22
0
0
mTcmkg
a
E ====
β
)m(08.0]s[)m(051.016.1*)2.505.701.925.10(*
4.571
8.0
h*
E
S
ghi
tb
i
0
=<=+++=σ
β
=
∑
7.2.
Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp
- Momen biến dạng của lớp đất:
:
- Ta có hệ số nén tương đối:
- Độ lún được tính bởi công thức:
⇒ Móng M1 đảm bảo về độ lún.
7.3. kiểm tra chọc thủng của đài cọc:
- Diện tích xuyên thủng:
F
xt
=(a
c
+2*h
đ
)* (b
c
+2*h
đ
)=(0.5+2*0.95)*(0.5+2*0.95)=5.76 (m
2
)
- Diện tích ngoài phạm vi xuyên thủng:
F
ng
= F
m
– F
xt
=1.6*3.4 – 5.76=-0.32 (m
2
Vậy cọc nằm trong phạm vi xuyên thủng ta không cần kiểm tra xuyw6n thủng cho đài
9. Kiểm tra cọc chòu tải ngang:
Tải trọng truyền xuống móng bao gồm:
)
Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn
Q
tt
o
4.56
(T)
3.8
N
tt
o
208.18 (T) 173.48
M
tt
o
13.83
(Tm)
11.53
Q
TC
o
= Q
TT
o
/1.2 (T)
N
TC
o
= N
TT
o
/1.2 (T)
M
TC
o
= M
TT
o
)kg/cm(014.0
603.01
023.0
1
a
a
2
0
0
=
+
=
ε+
=
/1.2 (Tm)
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
L
Ho
X0
δHH
No
∆n
δMH
δHM
δMM
- Phân phối tải trọng ngang cho 2 cọc chòu:
Q
tt
k
)T(3.2
2
56.4
2
Q
tt
==
=
Q
tc
k
)T(9.1
2
8.3
2
Q
tc
==
=
- Lực đứng N
k
tác dụng chỉ do tải trọng N
0
,M
0
gây ra.
Tải trọng lớn nhất tác dụng vào đầu cọc:
N
tt
k
=P
max
- Giả sử đầu cọc được ngàm vào đài do đó đầu cọc chỉ chuyễn vò ngang, không
có chuyễn vò xoay.
- Hệ số biến dạng:
α
= 123.14 T
bd
5
b
tt
I*E
b*k
=
Trong đó:
m : Hệ số tỷ lệ, có thứ nguyên (T/m
4
).
- Ta coi cọc chòu lực ngang chỉ làm việc với một tầng đất tính từ mặt đất mà thôi
- Chiều dài ảnh hưỡng:
l
ah
=2*(d+1) (m)
d: Đường kính cọc ; d=0.8 (m)
l
ah
=2*(0.8+1)=3.6 (m)
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
H
o
N
o
lah
=3.6 (m)
20001600
1 m
0.44 m
L=20 m
Biểu đồ hiển thò mức độ ảnh hưỡng của các lớp đất trong phạm vi làm việc đến
chiều dài của các lớp đất:
- Chiều dài ảnh hưởng của cọc đến độ sâu 2.6 m ,nằm trong lớp 2:
+ Lớp thứ 2 : Đất sét trạng thái dẻo cứng ,tra bảng ta được:
m=500 (T/m
4
==
64
8.0*1416.3
**
64
1
4
4
d
π
)
I: là mômen quán tính tiết diện cọc.
I = 0.02(m
4
)
Với:
b và h là chiều rộng và chiều cao của tiết diện cọc.
b
t
: bề rộng quy ước của cọc.
- Theo Tiêu chuẩn xây dựng 205 -1998 :
Khi d < 0.8 m thì b
tt
≥
= 1.5*d + 0.5 m.
Khi d 0.8m , b
tt
⇒
= d + 1m
- Cọc có đường kính 0.8 m
b
tt
= 0.8+1 = 1.8 m
E
b
: Mô đun đàn hồi của bê tông, E
b
= 2.9*10
6
(T/m
2
⇒
)
Hệ số biến dạng :
α
bd
435.0
02.0*10*9.2
8.1*500
5
6
=
= (m
-1
)
- Chiều sâu tính đổi cọc hạ trong đất:
L
c
= α
bd
*L = 0.435*20 = 8.69 m
- Chuyển vò ngang của cọc ở mức đáy đài được tính:
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
)Tm(894.4
10*694.0
3.2*10*4769.1
Q*
M
4
4
MM
tt
kMH
tt
f
−=−=
δ
δ
−=
−
−
)Tm(043 4
10*694.0
9.1*10*4769.1
Q*
M
4
4
MM
tc
kMH
tc
f
−=−=
δ
δ
−=
−
−
∆
n
= u
o
+ ϕ
o
*L
o
IE
LQ
b
o
**3
*
3
+
L
o
= 0 , ϕ
o
=0.
u
o
: chuyển vò ngang của cọc ở cao trình đế đài.
u
o
= Q
tt
k
*δ
HH
+ M
tt
f
*δ
HM
Trong đó:
Q
tt
k
: Giá trò tính toán của lực cắt ở cọc thứ k
M
tt
f
: Giá trò tính toán momen ngàm ở đầu cọc
δ
HH
, δ
HM
: Là các chuyễn vò ngang ở cao trình đế đài, do các ứng lực đơn
vò M
O
, H
O
=1 đặt tại cao trình này.
δ
MH
, δ
MM
: Là các chuyễn vò xoay ở cao trình đế đài, do các ứng lực đơn
vò M
O
, H
O
O
b
bd
HH
A
IE
*
**α
1
δ
3
=
=1 đặt tại cao trình này.
O
b
bd
HM
B
IE
*
**α
1
δ
2
=
O
bbd
MM
C
IE
*
**α
1
δ =
Trong đó A
o
, B
o
, C
o
phụ thuộc vào L
c
.
Với L
c
= 8.69m >4 , tra bảng G2 – TCXD 205 – 1998 ta có:
A
o
= 2.441
B
o
= 1.621
C
o
)T/m(10*1129.5441.2*
02.0*10*9.2*
1
4
63
HH
−
==⇒
0.435
δ
=1.751
* Tính toán chuyển vò ngang:
)T/1(10*4769.1621.1*
02.0*10*9.2*
1
4
62
MH
−
==⇒
0.435
δ
)T/1(10*694.0751.1*
02.0*10*9.2*
1
4
6
MM
−
==⇒
0.435
δ
Vì đầu cọc bò ngàm cứng vào bệ dưới tác dụng của lực ngang, trên đầu cọc có momen
mà người ta gọi là momen ngàm:
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
3
α
3* D
Q
CM
bd
tt
k
tt
f
+
u
tt
o
= Q
tt
k
*δ
HH
+ M
tt
f
*δ
HM
= 2.3* 5.1129*10
-4
–4.894*1.4769*10
-4
= 4.53*10
-4
(m)
=0.0453 (cm)< 1 (cm)
u
tc
o
= Q
tc
k
*δ
HH
+ M
tc
f
*δ
HM
= 1.9* 5.1129*10
-4
–4.043*1.4769*10
-4
= 3.743*10
-4
(m)
=0.03743 (cm)< 1 (cm)
- Chuyễn vò của cọc ở cao trình đặt lực hoặc đáy đài :
∆
n
= u
o
+ ϕ
o
*L
o
IE
LH
b
o
**3
*
3
+ (l
0
=0; ϕ
o
=0)
Vậy cọc thỏa điều kiện chuyễn vò ngang
Vẽ biểu đồ momen M
z
M
theo chiều sâu cọc :
z
=α
2
bd
*E
b
*I*x
0
*A
3
-
=4.97A
3
– 4.894C
3
+ 5.287D
3
Trong đó: z
e
là chiều sâu tính đổi, z
c
=α
bd
*z.
Các giá trò A
3,
C
3,
D
3
. tra trong bảng G
3
BẢNG TỔNG HP GIÁÙØ TRỊ MOMEN Mz (Tm) DỌC THEO THÂN CỌC
của TCXD 205 – 1998.
Z (m) Z
C
A (m) C
3
D
3
M
3 z
(Tm)
0.0 0 0 1 0 -4.894
0.2298 0.1 0 1 0.1 -4.36
0.6896 0.3 -0.005 1 0.3 -3.33
1.1494 0.5 -0.021 1 0.5 -2.35
1.6091 0.7 -0.057 1 0.699 -1.48
2.2988 1 -0.167 0.975 0.99 -0.38
3.2184 1.4 -0.455 0.866 1.358 0.68
4.1379 1.8 -0.956 0.530 1.612 1.18
4.5977 2 -1.295 0.207 1.646 1.25
5.5172 2.4 -2.141 -0.941 1.352 1.11
6.4367 2.8 -3.103 -3.408 -0.197 0.22
6.8965 3 -3.541 -4.688 -0.891 0.63
8.0459 3.5 -3.919 -10.34 -5.854 0.18
9.1954 4 -1.614 -17.92 -15.076 -0.03
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
)cm(59.2
75*9.0*2800
489400
h**R
M
F
2
a
a
0
==
γ
=
Vẽ biểu đồ momen M
z
Với giá trò M
theo chiều sâu cọc
max
Chọn 10φ18). Bố trí thép cho toàn bộ chu vi cọc. Chọnđai xoắn φ8a200
10. Cấu tạo và tính toán đài cọc:
- Theo kết quả tính toán ở trên ta có :
P
=4.894 (Tm ). Ta tính thép dọc cho cọc
max
= 123T
P
min
= 107.77 T
- h
đ
= 0.95 m → h
o
= h
đ
– 0.2 – 0.05 = 0.7 (m)
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
900
800
800
800
900
500
800
1050
100 150
1
1
650
-2050
1
800
3400
2
100
2
800
500
1600
100
1800
800
500
800
100
1
100
- Ta tính thép cho đài theo 2 phương .
- Khi tính toán momen ta xem như đài cọc là thanh ngàm tại mép cột và lực tác
dụng chính là phản lực đầu cọc :
*
Tính toán diện tích thép:
- Tải trọng lớn nhất tác dụng lên 1 cọc biên theo phương a : P
max
= 123.14 T
- Cánh tay đòn của lực: x
i
=3.4/2-0.25-0.8=0.65 m
- Trong đó x
i
là khoảng cách từ trục cọc thứ i (có phản lực là P
i
) đến mép cột
M
1-1
= Σx
I
*P
i
86.48
70*2800*9.0
8004100
hR9.0
M
F
oa
1
1a
===
=1*123.14*0.65= 80.041 (Tm)
- Ta có diện tích cốt thép cho mỗi phương:
(cm
2
)
Chọn 16
∅20 (F
a
=50.26 cm
2
). Khoảng cách các thanh thép là 100 cm .
+ Momen theo phương còn lại:
- Ta xem như phản lực cọc được phân bố đều trên đỉnh cọc :
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
1600
500
3400
1800800100 100
100 800
800
500
A
800 100
A
16
φ
20
17φ
12
E
2
900800
800
900
500
800
1050
100 150
17φ1216φ20
)m/T(27.38
6.1*4.3
18.208
3*4.2
N
q
2
tt
===
Moment tại mặt ngàm chân cột :
)m.T(79.5
2
)
2
5.06.1
(*27.38
2
l*q
M
2
2
=
−
==
Diện tích cốt thép :
)cm(56.3
65*2800*9.0
579000
h*R*9.0
M
F
2
0a
a
===
Chọn 17
∅12a200. Bố trí thép theo phương còn lại
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
MÓNG M2
1. Tải Trọng :
Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn
Q (T) 10.41 8.68
N (T) 324 270
M
27.48 (Tm)
22.9
Q
TC
= Q
TT
/1.2 (T)
N
TC
= N
TT
/1.2 (T)
M
TC
= M
TT
/1.2 (Tm)
2. Chọn vật liệu và kích thước cọc :
- Chọn cọc có đường kính 80cm. Cọc cắm vào lớp đất thứ 5 (Cát pha ,trạng thái
chặt vừa).
- Chiều dài cọc chọn 20 m.
- Ngàm cọc vào đài 15cm.
- Diện tích tiết diện ngang cọc:
F
b
π × D
2
4
= =
4
80*
2
π
= 5027 cm
2
- Trọng lượng cọc: P
c
= 20*2.5*0.5*1.1 = 27.5 T
3.
Xác đònh sức chòu tải của cọc :
3.1.
Theo điều kiện đất nền :
- Sức chòu tải giới hạn của cọc:
φ
gh
= m(m
R
q
m
A
m
+uΣm
i
f
i
l
i
)
m=1 hệ số điều kiện làm việc
m
R
=1 hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc nhồi
m
f
=0.7 hệ số điều kiện làm việc của đất ở thân cọc (phụ thuộc phương
pháp tạo lổ khoan, loại cọc)
f
i
(T/m
2
) : ma sát bên của lớp đất thứ i ở mặt bên thân cọc lấy theo
bảng A2 (TCXD 205-1998)
l
i
(m) :chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc mặt bên thân cọc.
q
m
(T/m
2
) : Cường độ chòu tải của đất dưới mũi cọc lấy theo yêu cầu A8
,A9(TCXD 205-1998)
A
m
(m
2
) : Diện tích mũi (với cọc khoan nhồi đáy không mở rộng lấy
bằng tiết diện ngang cọc) => A
m
= F = 0.5 m
2
u (m) : Chu vi cọc
u= π* 0.8= 2.5 m
* Sức chống tính toán của đất dưới mũi cọc cắm vào đất cát:
q
m
= 0,75β(γ
I
’d
p
A
k
o
+ αγ
I
hB
k
o
)
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
Z6=13000
Z5=11000
Cát pha B=0.28,C=0.203(T/m2)
Trạng thái chặt vừa
Sét B=0.28,C=0.391(T/m2)
Trạng thái dẻo cứng
Các pha B=0.27,C=0.237(T/m2)
Trạng thái chặt
Z7=15000
Z10=21000
Z9=19000
Z8=17000
-22000
-20000
-12000
Sét pha bùn B=0.27,
C=0.209(T/m2)
Trạng thái dẻo
Sét B=0.32,C=0.337(T/m2)
Trạng thái dẻo cứng
Z3=7000
Z4=9000
Z2=5000
Z1=3000
Q
TT
M
TT
+0.000
-6000
-2000
-2500
N
TT
β, A
k
o
,α,B
k
o
: Hệ số không thứ nguyên lấy theo bảng A6 (TCXD 205-
1998) phụ thuộc vào góc ma sát trong của lớp đất dưới mũi cọc.
γ
I
’(T/m
3
) : Trò tính toán của trọng lượng thể tích đất ở dưới mũi cọc
γ
I
(T/m
3
ϕ
) : Trò tính toán trung bình của trọng lượng thể tích đất ở trên mũi
cọc
d: Đường kính cọc nhồi = 0.8m
L : Chiều dài cọc trong đất
Tra bảng A6 ta có kết quả sau:
L(m)
I
d(m) A
k
B
o
k
L/d
o
α
β
25 20
o
0.8 12.6 24.8 25 0.49 0.31
- Cọc tựa lên lớp đất thứ 5 => γ
I
’= (1.95-1)=0.95 (T/m
3
).
- Tính γ
I
Lớp đất
: Xét các lớp đất mà cọc xuyên qua (có kể đẩy nổi)
2 3 4 5
h 4.0
i
6.0 8.0 2.0
γ 1.91
i
1.91 1.95 1.95
φ
18.5
0
25.5 18.5 25
γ
1
∑
∑
γ
i
ii
h
h
= =
20
1.19
= 0.96T/m
3
.
=>q
m
=0.75*0.31*(0.95*0.8*12.6 + 0.49*0.96*20*24.8) = 56.47(T/m
2
)
Đề Tài: Cao ốc văn phòng 135pasteur GVHD: Ths. Nguyễn Việt Tuấn
SVTH: châu Ngọc Hoà Lớp: XD02 Trang -1 -
( )
2
22
cf
tt
m/T9.42
)8.00.1(
139
)d1(
p =
+
=
+
φ
=
)m(37.8
72.38
324
P
N
F
2
tt
c
tt
b
===
* Khả năng bám trượt bên hông cọc:
STT Độ sệt B Z l
-
f
i
l
si i
f
i
1 0.32 3 2 3.3 6.6
2 0.32 5 2 3.78 7.56
3 0.58 7 2 1.99 3.98
4
0.58
9
2
2.05
4.1
5 0.58 11 2 2.25 4.5
6 0.28 13 2 5.3 10.6
7 0.28 15 2 6.78 13.56
8 0.28 17 2 7.04 14.08
9 0.28 19 2 7.31 14.62
10 0.28 21 2 7.705 15.41
Σ
94.99
l
i
: chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên của cọc (chiều dày mỗi
lớp <= 2m).
f
si
: Cường độ chòu tải mặt bên của cọc ( tra bảng A2 TCVN 205-1998)
Z
-
là chiều sâu trung bình của lớp đất thứ i tính từ cao trình qui ước đến
giữa lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc .
Z: Độ sâu của lớp đất tính từ mặt nền (m)
+ Sức chòu tải giới hạn của cọc ma sát :
φ
gh
= m * (m
R
* q
m
* A
m
+ u∑ m
f
* ƒ
si
*
l
i
)
= 1{1*56.47*0.5 + 2.5*0.7*94.99) = 194.47 (T/m
2
4.1
47.194
cf
=φ
)
+ Sức chòu tải cho phép của cọc đơn theo chỉ tiêu cơ lí :
= 139 T
3.2
. Xác đònh sơ bộ kích thước của đài:
- Cường độ tính toán trung bình của đáy bệ:
- p lực nén lên bệ:
P
tt
c
=P
tt
- γ
−
*h
đ
*1.1
- Diện tích của đáy bệ:
- Tải trọng của móng khối quy ước tính từ đáy bệ:
N
tt
b
=n*F
b
*h
đ
*γ
−
)m/T(72.381.1*0.2*9.19.42
2
=−=
=1.1∗8.37∗1.9=17.49Τ
