Thuyết minh tính toán kết cấu biển hiệu quảng cáo

Header Page 1 of 126.

ThuyÕt minh

tÝnh to¸n phÇn kÕt cÊu biÓn
qu¶ng c¸o

Footer Page 1 of 126.


Header Page 2 of 126.

NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN

TT

Nhiệm vụ

Người thực hiện

1

Chủ trì thẩm tra kết cấu

ThS.KS Nguyễn Thành Luân

2

Tính toán

KS Nguyễn Văn Bính

Footer Page 2 of 126.


Header Page 3 of 126.

A.1. Các tiêu chuẩn và quy phạm
- TCVN 276 : 2003 – Công trình công cộng – nguyên tắc cơ bản để thiết kế;
- TCVN 5574:2012 Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép;
- TCVN 9393:2012 Cọc - Phương pháp thí nghiệm bằng tải trọng tĩnh ép
dọc trục;
- TCVN 9362:2012 Nền , nhà công trình - Tiêu chuẩn thiết kế;
- TCVN 10304-2014: Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế;
- TCVN 2737-1995: Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế;
- Tiêu chuẩn nước ngoài tham khảo: BS 8110-97.
A.2. Vật liệu sử dụng
Quy cách vật liệu bê tông dùng trong công trình được trình bày trên Bảng 1.
Bảng 1. Bê tông
STT
1
2

Các cấu kiện

Cấp độ bền

Cọc
Đài cọc

B20 (#250)

B22,5 (#300)

Rn
(kG/cm2)
130
110

Rbt
(kG/cm2)
10
8.8

Vật liệu cốt thép dùng trong công trình được trình bày trên Bảng 2.
Bảng 2. Cốt thép
STT
Các cấu kiện
1
Cốt thép đường kính Φ < 10mm
2
Cốt thép đường kính Φ ≥ 10mm
3
Thép tổ hợp

Chủng loại, cường độ
AI; Rs=2250 kG/cm2
AIII; Rs=3650 kG/cm2
CT38; Fy=3800 kG/cm2

A.3. Các trường hợp tải trọng
Trường hợp 1: Tĩnh tải + Hoạt tải + Gió

Trường hợp 2: Tĩnh tải + Hoạt tải - Gió
Trường hợp 3: Tĩnh tải tiêu chuẩn + Gió

1
Footer Page 3 of 126.


Header Page 4 of 126.

PHỤ LỤC B

KẾT QUẢ TÍNH TOÁN
THIẾT KẾ CÁC CẤU KIỆN

2
Footer Page 4 of 126.


Header Page 5 of 126.

B.1. SƠ ĐỒ TÍNH MÓNG CẨU THÁP

Mô hình 3D

Sơ đồ bố trí cọc
Footer Page 5 of 126.

3

Header Page 6 of 126.

Mặt bằng đài móng

Sơ đồ tính toán móng

4
Footer Page 6 of 126.


Header Page 7 of 126.

Sơ đồ phần tử và tiết diện khung điển hình K1

Sơ đồ phần tử và tải trọng gió hút tác dụng lên mặt biển 1

5
Footer Page 7 of 126.


Header Page 8 of 126.

Sơ đồ phần tử và tải trọng gió đẩy tác dụng lên mặt biển 2

6
Footer Page 8 of 126.


Header Page 9 of 126.
B.2 TẢI TRỌNG GIÓ

TẢI TRỌNG GIÓ THÀNH PHẦN TĨNH
I. Đặc điểm công trình
Vùng gió:
Dạng địa hình:
Wo =
Áp lực gió tiêu chuẩn:

IIB
C
0.095

T/m2

Zh =
0
m
Chiều sâu tầng hầm
Số tầng nhà:
n=
1 tầng
II Tính toán tải trọng gió tĩnh tác dụng lên công trình:
W j=W o kj c
Áp lực tiêu chuẩn:
Hệ số tin cậy:
tt
Wj =

Áp lực tính toán:

γ Wj

Hệ số khí động:

γ=

1.20

cđ =

0.8

ch =

0.6

TẢI TRỌNG GIÓ

Tầng

Chiều
cao
tầng

Cao độ
sàn

Hệ số
độ cao

Hệ số

khí
động

Tải
Tải trọng
Tải
Tải
trọng trọng gió gió tiêu trọng gió
chuẩn tính toán
gió đẩy hút tính
thành
thành
toán
tính toán
phần tĩnh phần tĩnh
thành
thành
phần tĩnh phần tĩnh

j

h(m)

z(m)

k

c

Qđ(T/m2) Qh(T/m2) Qtc(T/m2) Q(T/m2)

Nền
Cao độ biển

0.00
14.00

14.00

0.00
0.72

1.40

0.066

0.0
0.049

0.00
0.10

7
Footer Page 9 of 126.

0.00
0.12


Header Page 10 of 126.

B.3 NỘI LỰC CỘT
Story
T1
T1
T1
T1
T1
T1
T1
T1
T1

Column
C215
C215
C215
C215
C215
C215
C215
C215
C215

Load
COMB1
COMB1
COMB1
COMB2
COMB2
COMB2

COMB3
COMB3
COMB3

Loc
0
4
9
0
4
9
0
4
9

P
-7
-6
-5
-7
-6
-5
-5
-4
-3

V3
-6
-6
-6

6
6
6
-6
-6
-6

M2
-66
-40
-15
66
40
15
-66
-40
-15

M3
1
1
0
0
0
0
1
0
0

Load

COMB1
COMB1
COMB1
COMB2
COMB2
COMB2
COMB3
COMB3
COMB3
COMB1
COMB1
COMB1
COMB2
COMB2
COMB2
COMB3
COMB3
COMB3
COMB1
COMB1
COMB1
COMB2
COMB2
COMB2
COMB3
COMB3
COMB3
COMB1

Loc

0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0

V2

0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1

V3

-1
-1
-1
1
1
1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
1
1
1
-1
-1
-1
-1
-1
-1
1
1
1
-1
-1
-1
-2

M2

-1
0
0
1
0
0
-1
0
0
-1
0
0
1
0
0
-1
0
0
-1
0
1
1
0
-1
-1
0
1
0

M3

0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
80

B.4 NỘI LỰC DẦM

Story
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
Footer Page 10 of 126.

Beam
B635
B635
B635
B635
B635
B635
B635
B635
B635
B636
B636
B636
B636
B636
B636
B636
B636
B636
B637
B637
B637
B637
B637
B637
B637
B637
B637
B638

Header Page 11 of 126.
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4

T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4
T4

B638
B638
B638
B638
B638
B638
B638
B638
B639
B639
B639
B639
B639
B639

B639
B639
B639
B640
B640
B640
B640
B640
B640
B640
B640
B640
B641
B641
B641
B641
B641
B641
B641
B641
B641
B642
B642
B642
B642
B642
B642
B642

COMB1

COMB1
COMB2
COMB2
COMB2
COMB3
COMB3
COMB3
COMB1
COMB1
COMB1
COMB2
COMB2
COMB2
COMB3
COMB3
COMB3
COMB1
COMB1
COMB1
COMB2
COMB2
COMB2
COMB3
COMB3
COMB3
COMB1
COMB1
COMB1
COMB2
COMB2

COMB2
COMB3
COMB3
COMB3
COMB1
COMB1
COMB1
COMB2
COMB2
COMB2
COMB3

1
1
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0

1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
1

1
1
1
1
1

0
0
0
-1
-1
-1
-1
-1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0

0
0
0
0
0
0
0

-2
-2
2
2
2
-2
-2
-2
2
2
2
-2
-2
-2
2
2
2
2
2
2
-2
-2

-2
2
2
2
1
1
1
-1
-1
-1
1
1
1
1
1
1
-1
-1
-1
1

1
2
0
-1
-2
0
1
2
2

1
0
-2
-1
0
2
1
0
1
0
-1
-1
0
1
1
0
-1
0
0
-1
0
0
1
0
0
-1
0
0
-1
0

0
1
-1

0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0

0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0

9
Footer Page 11 of 126.


Header Page 12 of 126.

B.5 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC
TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ÉP D200MM
I. THÔNG SỐ VỀ CỌC
1. Loại cọc
Cọc đóng
2. Vật liệu cọc
Bê tông cọc

# 250
Cường độ chịu nén của bê tông cọc

Rc=
Rs=

Cường độ thép tính toán
Cốt thép
Hàm lượng cốt thép cọc

110

n= 4

d 14.0

kG/cm

3700 kG/cm
cm 2
6.16

Fa=

3. Kích thước cọc
Loại tiết diện
Kích thước cọc

2
2

Hình vuông
d=
0.2

Diện tích tiết diện cọc

Ap=

0.04

m
m2

Chu vi cọc

u=

0.800

m

1.54%
Pvl=

II. SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU CỌC

59.61 T

III. CAO TRÌNH

Ì
ĐÀI
À CỌC & CỌC (TÍNH
Í
TỪ
Ừ MẶT
Ặ ĐẤT
Ấ TỰ NHIÊN)
Ê
Cao độ mũi cọc
PL= -20.0
m
Chiều cao đài
Cao độ mặt đài
TL= -1.50
m
Cao độ đáy đài

Hố
ố khoan: HK11
hđ= 1.20
m
BL= -0.00
m

IV. BẢNG TÍNH SỨC CHỊU TẢI TIÊU CHUẨN CHỊU NÉN CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN
Độ mảnh:
h/d=
100
f L=

0.786
Hệ số điều chỉnh theo độ mảnh:
α=
THÔNG SỐ VỀ ĐẤT NỀN
Lớp đất Loại đất
i

1
2
3
4
4

Sét
Cát
Sét
Sét

Li

SLi

Ltt

m

m

m

1.1
2.1
1.9
2.0
2.0

1.1
3.2
5.1
7.1
9.1

1.1
2.1
1.9
2
2

30
CÔNG THỨC NHẬT BẢN

N30

1
7
6
4
4

γi

Ls

Lc

Qs

SQs

T/m 2

m

m

T

T

2
1.91
1.6
1.63
1.63

1.1
0
1.9
0
0

0
2.1
0
2
2

0.3
3.5
3.0
3.5
3.5

0
4
7
10
14

Qp

1
8
7
5
5

k 1=

400

k 2=

2

CÔNG THỨC MEYERHOF
Qu

1
12
14
16
19

K2NtbAxq

SQs

K1NaAp

T

T

T

0
2
2
1

1

0
3
4
6
7

2
11
10
7
7

10
Footer Page 12 of 126.

Qu

2
14
14
13
14


Header Page 13 of 126.

4
4

4
4
4

Sét
Sét
Sét
Sét
Sét

2.0
2.0
2.0
2.0
2.9

11.1
13.1
15.1
17.1
20.0

2
2
2
2
2.9

3
3

3
3
3

NP=
Cấp công trình:
Số lượng cọc trong đài:

1.63
1.63
1.63
1.63
1.63

2.7
2.7
2.7
2.7
4.0

29

16
19
22
25
29

Q p=

4
4
4
4
4

21
23
26
29
33

4

1
1
1
1
2

ΣQs=

8
9
11
12
13

6
6

6
6
6

13

Cấp II
6-10 cọc
1.15

γn =

1.15
=
γ
k
1.65
Hệ số tin cậy theo đất:
GIÁ TRỊ TÍNH TOÁN THEO ĐẤT NỀN
+Theo công thức Nhật Bản:
Hệ số tầm quan trọng của công trình:

2
2
2
2
2.9

ΣQs=

3
n=
γo=

Hệ số điều kiện làm việc:

0
0
0
0
0

+Theo công thức MEYERHOF:
SỨC CHỊU TẢI CỌC THIẾT KẾ

Nc,d=

20T

Nc,d=

11T

Nc,d=

20T

11
Footer Page 13 of 126.

Q p=

14
15
16
17
19

6


Header Page 14 of 126.

B.6 TÝnh to¸n t¶i träng t¸c dông lªn cäc
THÔNG SỐ ĐÀI CỌC & CỌC
Đài cọc:
8 cọc
ho=
Chiều cao đài
1.20 (m)

Cọc
Sức chịu tải cho phép

[P] =

20 T

Chiều dài đài
Chiều rộng đài

Trọng lượng riêng bê tông đài
Trọng lượng bê tông đài

g =
Po =

2.5 T/m3
7.1 T

lx =
ly =

0.90 (m)
2.40 (m)

NỘI LỰC TÍNH TOÁN VÀ PHẢN LỰC ĐẦU CỌC
Nội lực (đơn vị : T, Tm) :
TT
Fx
Fy
Fz
TH1
0
6.0
12.0
TH2
0
-6.0
12.0

TH3
0
6.0
9.0

Sơ đồ bố trí cọc :
Yi / Xi -0.40
0.40
-0.90
1
1
-0.3
1
1
0.30
1
1
0.9
1
1

Kết Luận :

Mx
73.0
-73.0
73.0

My
0

0
0

Mz
0
0
0

Nội lực đáy đài chuyển về tâm cọc và phản lực đầu cọc:
Nội lực
Fz
Mx
My
Pmax Pmin Pmax/[P]
TH1
19
73
0
21
-16
103 %
TH2
19
-73
0
21
-16
103 %
TH3
16

73
0
20
-16
101 %

Tâm cọc :
X = 0.00
Y = 0.00

Tâm cột :
X = 0.00
Y = 0.00

Cọc đủ khả năng chịu tải, lực đầu cọc lớn nhất không vượt quá 20% sức chịu tải của cọc

12
Footer Page 14 of 126.


Header Page 15 of 126.
E.7. TNH TON I CC
tính toán cốt thép Đi
* Vật liệu sử dụng :
Bêtông B22.5
Cốt thép

AIII

--> Rb =

13 (MPa) =

2
130 (daN/cm )

--> Rs =

365 (MPa) =

2
3650 (daN/cm )

* Tính toán cốt thép chịu mômen dơng theo phơng dài của đài:
Mômen :
M=
480 (kNm)
=
Bề rộng :
b=
140 (cm)
Chiều cao:
h=
120 (cm)
sc,u =
Lớp đệm :
a=
10 (cm)
R=
--> ho =

110 (cm)
R=

M
=
Rbbho2

m =

0.746
400 (MPa)
0.577
0.410

0.022

--> m <= R:
=
0.989
Giá trị cốt thép tính toán :

As =

M
=
Rs ho
16

Chọn :

12.09 (cm2)
--> a =

Hàm lợng :

=

233 (mm)

Bố trí cốt thép :
Bố trí :
16 a 200
* Tính toán cốt thép chịu mômen dơng theo phơng ngắn của đài:
Mômen :
M=
320 (kNm)
=
Bề rộng :
b=
240 (cm)
Chiều cao:
h=
120 (cm)
sc,u =
Lớp đệm :
a=
10 (cm)
R=
--> ho =
110 (cm)

R=

M
=
Rbbho2

m =

0.08%

0.746
400 (MPa)
0.577
0.410

0.008

--> m <= R:
=
0.996
Giá trị cốt thép tính toán :

As =

M
=
Rs ho

Chọn :

16

8.00 (cm2)
--> a =

Hàm lợng :

=

0.03%

603 (mm)

13
Footer Page 15 of 126.


Header Page 16 of 126.
Bố trí cốt thép :
Bố trí :
16 a 250
Kết luận: Đài đảm bảo khả năng chịu lực

14
Footer Page 16 of 126.


Header Page 17 of 126.
B.7 KIỂM TRA LIÊN KẾT BU LÔNG CHÂN CỘT THÉP
Số liệu đầu vào

Cấp độ bền bu lông: 8.8
Bu lông 1 phía
10
bu lông
D bu lông
30
mm
Mô men M
=
73000
kG.m
Lực cắt Q
=
0
kG
Lực dọc N
=
6000
kG
Cường độ tính toán chịu cắt và chịu kéo của bu lông
Trạng thái
Cường độ tính toán của bu lông từ thép độ bền lớp ( N/mm2)
Ký hiệu
ứng suất
4.6
4.8
5.6
5.8
6.6
8.8

fvb
Cắt
150
160
190
200
230
320
ftb
Kéo
170
160
210
200
250
400
Diện tích thiết diện bu lông
d ( mm)
20
22
24
27
30
36
42
A ( cm2)
3.14
3.8
4.52
5.72

7.06
10.17
13.85
Abn (cm2)
2.45
3.03
3.52
4.59
5.6
8.16
11.2
Khả năng làm viêc chịu kéo của bu lông

[N ]tb

= Abn * f tb
ftb - Cường độ tính toán chịu kéo của vật liệu bu lông
2
ftb =
4000 kG/cm
Abn - diện tích thiết diện thực của bu lông
Abn =
5.60
cm2
[ N] tb =
19040 kG
Lực kéo lớn nhất tác dụng vào bu lông:
Khoảng cách hàng bu lông:
h=
0.7

m

N b max =
=

M N
+
n.h n
11029 kG
19040 kG

[ N] tb =
Ta có:
Điều kiện: [ N] tb > Nbmax
Hệ số an toàn:
k=
1.7
Nhận xét : Liên kết đã chọn đảm bảo khả năng chịu lực

15
Footer Page 17 of 126.


Header Page 18 of 126.
KIỂM TRA LIÊN KẾT NỐI CỘT THÉP
Số liệu đầu vào
Cấp độ bền bu lông: 8.8
Bu lông 1 phía
4
bu lông

D bu lông
30
mm
Mô men M
=
16000
kG.m
Lực cắt Q
=
0
kG
Lực dọc N
=
5300
kG
Cường độ tính toán chịu cắt và chịu kéo của bu lông
Trạng thái
Cường độ tính toán của bu lông từ thép độ bền lớp ( N/mm2)
Ký hiệu
ứng suất
4.6
4.8
5.6
5.8
6.6
8.8
fvb
Cắt
150
160

190
200
230
320
ftb
Kéo
170
160
210
200
250
400
Diện tích thiết diện bu lông
d ( mm)
20
22
24
27
30
36
42
A ( cm2)
3.14
3.8
4.52
5.72
7.06
10.17
13.85
Abn (cm2)

2.45
3.03
3.52
4.59
5.6
8.16
11.2
Khả năng làm viêc chịu kéo của bu lông

[N ]tb

= Abn * f tb
ftb - Cường độ tính toán chịu kéo của vật liệu bu lông
2
ftb =
4000 kG/cm
Abn - diện tích thiết diện thực của bu lông
Abn =
5.60
cm2
[ N] tb =
19040 kG
Lực kéo lớn nhất tác dụng vào bu lông:
Khoảng cách hàng bu lông:
h=
0.6
m

N b max =
=

M N
+
n.h n
7992 kG
19040 kG

[ N] tb =
Ta có:
Điều kiện: [ N] tb > Nbmax
Hệ số an toàn:
k=
2.38
Nhận xét : Liên kết đã chọn đảm bảo khả năng chịu lực

16
Footer Page 18 of 126.


Header Page 19 of 126.
B.9 KIỂM TRA THÉP CỔ CỘT
TÍNH TOÁN CỐT THÉP CỔ CỘT
2

Rb=

130

kgf/cm

Rs=

3650

kgf/cm

Tầng

Phần
tử

Tổ hợp

COT
COT
COT
COT
COT
COT
COT
COT
COT

C74
C74
C74
C74
C74
C74
C74

C74
C74

COMB1
COMB1
COMB1
COMB2
COMB2
COMB2
COMB3
COMB3
COMB3

2

Lực
dọc
T
-12
-10
-7
-12
-10
-7
-9
9
-7
-5

M2

T.m
-1
-1
-1
0
0
0
-1
1
-1
-1

M3
T.m
-73
-70
-66
73
70
66
-73
73
-70
-66

h
cm
110
110
110

110
110
110
110
110
110

b
a
cm cm
145 4
145 4
145 4
145 4
145 4
145 4
145 4
145 4
145 4

Fa2
cm2
15.3
15.3
15.3
15.3
15.3
15.3
15.3
15 3

15.3
15.3

Fa3
cm2
15.3
15.3
15.3
15.3
15.3
15.3
15.3
15 3
15.3
15.3

N0

N1

N2

N

2296415
2296415
2296415
2296415
2296415
2296415

2296415
2296415
2296415

134747
130550
124245
136708
132510
126206
128449
124245
120036

29896.13
30118.05
29713.23
29896.13
30118.05
29713.23
23658.11
23658 11
23873.81
25545.22

24731.1
24735.9
24231.7
24796.3
24805.4

24305.4
20153.8
20153 8
20202
21257.8

Hàm
Hệ số
lượng an toàn
%
0.38%
2.06
0.38%
2.47
0.38%
3.46
0.38%
2.07
0.38%
2.48
0.38%
3.47
0.38%
2.24
0 38%
2 24
0.38%
2.89
0.38%
4.25

17
Footer Page 19 of 126.


Header Page 20 of 126.

B.10 ETABS Steel Design

Engineer
Project
Subject

Eurocode 3-2005 STEEL SECTION CHECK
(Envelope Details)
Units : Ton-m
Element: C215
Section: COT500
Combo : COMB1
Len: 9.000
Frame : C215
Length: 9.000
Shape: COT500

X Mid: 25.800
Y Mid: 2.805
Z Mid: 6.200

Design Type: Column
Frame Type: DCH-MRF

Rolled : No

Country=CEN Default
Interaction=Method 2 (Annex B)

Combination=Eq. 6.10
MultiResponse=Step-by-Step

GammaM0=1.00
An/Ag=1.00

GammaM1=1.00
RLLF=1.000

GammaM2=1.25
PLLF=0.750

D/C Lim=0.950

A=0.024
It=0.001
Iw=0.000
E=20394323.844

Iyy=7.132E-04
Izz=7.132E-04
Iyz=0.000
fy=38000.000

iyy=0.171

izz=0.171
h=0.500
fu=45000.000

Wel,yy=0.003
Wel,zz=0.003
Wpl,yy=0.004
Wpl,zz=0.004

Reliability=Class 2
P-Delta Done? No

Av,z=0.015
Av,y=0.015

AXIAL FORCE & BIAXIAL MOMENT DESIGN
N-Myy-Mzz Demand/Capacity Ratio
Governing
Load
Station
Equation
Combo
Location
(6.2)
COMB1
0.000
SHEAR CHECK
Governing
Equation
(6.2)

(6.2)

Shear
Direction
Major
Minor

Load
Combo
COMB1
COMB1

Station
Location
8.950
8.950

N
Med,yy
Med,zz
Ratio
Ratio
Ratio
0.008 + 0.005 + 0.464 =

Ved
Force
0.035
5.750

Vc.Rd
Capacity
339.796
339.796

Total
Ratio
0.472

Status
Check
OK

Stress
Ratio
0.000
0.017

Status
Check
OK
OK

18
Footer Page
20 of 126.
ETABS v9.7.4 - File:so do etabs - Ton-m Units

December 15,2015 11:53