ĐỒ ÁN THIẾT KẾ XÂY DỰNG, ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ XÂY DỰNG
LỜI CẢM ƠN
Sau gần bốn năm học tập và ba tháng làm đồ án tốt nghiệp, đến nay đồ án đã được hoàn thành. Để có được thành quả ngày hôm nay, em xin chân thành cảm ơn:
- Thầy Th.S Nguyễn Văn Giang là giáo viên trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài này. Em xin cảm ơn thầy đã rất nhiệt tình và tạo điều kiện tốt nhất để em có thể thường xuyên được gặp thầy và được hướng dẫn rất chi tiết các công việc phải thực hiện để có thể hoàn thành một cách tốt nhất đồ án tốt nghiệp.
- Các thầy cô Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình – Trường Đại Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM, tuy không trực tiếp hướng dẫn nhưng đã truyền đạt, giúp em nắm bắt được khối kiến thức cơ bản chuyên ngành, từng bước trang bị đầy đủ kiến thức cũng như kinh nghiệm trong lĩnh vực xây dựng dân dụng và công nghiệp để em có thể hoàn thành được đồ án tốt nghiệp cũng như có thể áp dụng vào thực tế sau khi đã tốt nghiệp.
Do kiến thức, kinh nghiệm và thời gian thực hiện còn hạn chế nên đồ án không
tránh khỏi những thiếu sót, kính mong các thầy cô và các bạn chỉnh sửa, góp ý để em có thể hoàn thiện kiến thức.
Em xin chân thành cảm ơn!
|
|
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM |
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
đỀ TÀI:
THIẾT KẾ CHUNG CƯ AN PHÚ - LÔ B
Ngành: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
Chuyên ngành: XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
KHOA XÂY DỰNG
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
(Phiếu này được dán ở trang đầu tiên của quyển báo cáo ĐATN)
- Họ và tên sinh viên được giao đề tài:
MSSV: Lớp:
Ngành : Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình
Chuyên ngành : Xây Dựng dân Dụng & Công Nghiệp
- Tên đề tài : Thiết Kế Chung Cư An Phú – Lô B
- Các dữ liệu ban đầu:
1) Các mặt bằng kiến trúc tầng trệt, tầng điển hình, tầng mái.
2) Các mặt cắt A-A; các mặt đứng.
3) Hố khoan địa chất.
- Các yêu cầu chủ yếu :
1) Tính toán và bố trí thép sàn tầng 5.
2) Tính toán và bố trí thép dầm dọc trục C.
3) Tính toán và bố trí thép cầu thang bộ trục 3-4, C-D.
4) Tính toán và bố trí thép hồ nước mái trục 3-4, đoạn C-D.
5) Tính toán và bố trí thép khung truc 3.
6) Tính toán và thiết kế 2 phương án móng: Móng cọc ép BTCT và móng cọc khoan nhồi BTCT.
- Kết quả tối thiểu phải có:
1) Thuyết minh tính toán dày: trang A4.
2) Phụ lục thuyết minh gồm trang A4: gồm các số liệu về nội lực, phản lực, chuyển vị khung trục 3.
3) Bản vẽ: Bản vẽ kiến trúc 4 tờ A1; Bản vẽ kết cấu 9 tờ A1.
Ngày giao đề tài: ……./……../……… Ngày nộp báo cáo: ……./……../………
|
Chủ nhiệm ngành (Ký và ghi rõ họ tên) |
TP. HCM, ngày … tháng … năm ………. Giảng viên hướng dẫn chính (Ký và ghi rõ họ tên)
|
|
|
Giảng viên hướng dẫn phụ (Ký và ghi rõ họ tên) |
PHẦN I: KIẾN TRÚC
I. Tổng quan về kiến trúc 5
II. Đặc điểm khí hậu 5
III. Phân khu chức năng 6
IV. Các giải pháp kiến trúc 6
PHẦN II: KẾT CẤU
CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN BẢN SÀN 8
1.1. Số liệu tính toán: 8
1.2. Tải trọng tính toán 9
1.3. Xác định nội lực trong các ô bản 11
1.4. Tính toán cốt thép 17
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM DỌC TRỤC C 18
2.1. xác định tải trọng 18
2.1.1. Tĩnh tải 18
2.1.2. Tải trọng tác dụng lên dầm trục B 18 2.1.2. Hoạt tải: 21
2.1.2.1. Tải trọng tác dụng lên dầm trục C 21
2.2. Sơ đồ chất tải dầm dọc trục C: 22
2.2.1. Tĩnh tải: 22
2.3. Tính toán cốt thép 25
2.3.1. Tính cốt dọc 25
2.3.2. Tính thép đai cho dầm trục C 26
2.3.3. Tính cốt treo cho dầm trục C 29
2.4. Bố trí cốt thép 29
CHƯƠNG III: TÍNH CẦU THANG 2 VẾ 30
3.1. Cầu thang từ tầng Trệt lên lầu 1 30
3.1.1. Sơ đồ hình học cầu thang 30
3.1.2. Lựa chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện 30
3.1.3. Tải trọng tác dụng lên cầu thang 31
3.1.3.1. Bản chiếu nghỉ 31
3.1.4. Xác định nội lực các bản thang 32
3.1.5. Tính cốt thép bản thang 34
3.1.5.1 Tính ô bản thang 34
3.1.6. Tính dầm chiếu nghỉ (DCN) 35
3.1.6.1. Sơ đồ tính và nội lực 35
3.1.6.2 .Tính cốt thép 36
3.1.7. Tính cốt thép đai 36
3.1.8. Bố tri cốt thép 37
3.2. Cầu thang từ Lầu 1 lên Lầu 2 37
3.2.1. Số liệu tính toán 37
3.2.2. Lựa chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện 37
3.2.3. Tải trọng tác dụng lên cầu thang 37
3.2.3.1. Bản chiếu nghỉ 37
3.2.4. Xác định nội lực các bản thang 39
3.2.5. Tính cốt thép bản thang 41
3.2.5.1 Tính ô bản thang 41
3.2.6. Tính dầm chiếu nghỉ (DCN) 41
3.2.6.1. Sơ đồ tính và nội lực 42
3.2.6.2. Tính cốt thép 42
3.2.7. Tính dầm chiếu tới (DCT) 43
3.2.7.1. Sơ đồ tính và nội lực 44
3.2.7.2. Tính cốt thép 44
3.2.8. Tính cốt thép đai 45
3.2.9. Bố trí cốt thép 45
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ HỒ NƯỚC MÁI 46
4.1. Giới thiệu 46
4.2. Sơ đồ hình học 46
4.3. Vật liêu sử dụng, chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện 46
4.4. Tính bản nắp 47
4.4.1. Kích thước và cấu tạo bản nắp 47
4.4.2. Sơ đồ tính 47
4.4.3. Tải trọng 48
4.4.4. Nội lực 48
4.4.5. Tính toán cốt thép 49
4.4.6. Thép gia cường bản nắp 50
4.5. Tính bản thành 50
4.5.1. Sơ đồ tính 50
4.5.2. Tải trọng tác dụng lên bản thành 50
4.5.3. Tính cốt thép cho bản thành 51
4.6. Tính bản đáy 52
4.6.1. Kích thước bản đáy và cấu tạo bản đáy 52
4.6.2. Sơ đồ tính 52
4.6.3. Tải trọng 53
4.6.4. Xác định nội lực, tính và bố trí cốt thép bản đáy 54
4.6.5. Tính cốt thép 54
4.7. Hệ dầm nắp 55
4.7.1. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện các dầm nắp 55
4.7.2. Tính tải trọng truyền vào dầm 55
4.7.2.1. Tính tải trọng truyền vào dầm nắp 55
a. Dầm DN1 55
4.8. Hệ dầm đáy 57
4.8.1. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện các dầm đáy 57
4.8.1.1. Tính tải trọng truyền vào dầm đáy 57
a. Dấm đáy DD1 57
4.9. Tính cột hồ nước 59
4.9.1. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột 59
4.9.2. Tính tải trọng tác dụng 59
4.10. Tính cốt thép cho hệ dầm nắp, hệ dầm đáy và hệ cột 60
4.10.1. Mô hình tính toán 60
4.10.2. Tính cốt thép 66
4.10.4. Tính thép đai cho hệ dầm nắp và hệ dầm đáy 67
4.10.5. Tính cột hồ nước 69
4.11. Bố trí cốt thép 69
Chương V: TÍNH KHUNG PHẲNG TRỤC 3 70
5.1. Sơ đồ tính khung trục 3 70
5.2. Chọn tiết diện dầm 71
5.3. Chọn tiết diện cột 71
5.3.1. Tính tải trọng sàn mái 72
5.3.2 Tính tải trọng sàn tầng 73
5.3.3. Chọn tiết diện cột 75
5.3.3.1. Cột C1 75
5.3.3.2. Cột C2 76
5.3.3.3. Cột C3 77
5.4. Xác định tĩnh tải tác dụng lên khung trục 3 78
a. Tải trọng tác dụng lên dầm trục 3 79
b. Tải trọng tập trung tại nút 86
5.5. Hoạt tải gió 91
5.6. Xác dịnh nội lực 92
5.6.1. Các trường hợp tải trọng 92
5.6.2. Tính toán cốt thép dầm 106
5.6.2.1. Tính thép đai cho dầm khung trục 3 106
5.6.2.2. Tính cốt treo cho dầm khung trục 3 107
5.6.2.3. Tính toán cốt thép tầng mái 107
5.6.2.4. Tính thép đai cho dầm khung trục 3 108
5.6.2.5. Tính cốt treo cho dầm khung trục 3 109
5.6.2.6. Kiểm tra độ võng dầm khung trục 3 110
5.7. Tính toán cốt thép dọc cho cột khung trục 3 111
5.8. Bố trí cốt thép 127
CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ÉP 128
6.1. Thống kê về số liệu địa chất 128
6.2. Tính chất cơ lý của các lớp đất 131
6.3. Phân tích lựa chọn phương án móng 131
6.4. Số liệu về tải trọng 132
6.5. Thiết kế cọc bê tông cốt thép 133
6.5.1. Chọn sơ bộ chiều cao đài cọc 133
6.5.2. Chọn tiết diện cọc và chiều dài cọc 134
6.5.3. Xác định mômen của cọc trong quá trình cẩu lắp và thi công 134
6.6. Xác định sức chịu tải của cọc 137
6.6.1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu 137
6.6.2. Sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền 137
6.6.3. Xác định sức chịu tải của cọc theo xuyên tĩnh (tính SCT teo cường độ Phụ lục B- TCXD 205-1998) 137
6.7. Thiết kế móng M1 (cột C2 & C3) 142
6.7.1. Chọn số lượng và bố trí cọc 142
6.7.2. Cấu tạo và tính toán đài cọc 143
6.7.3. Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc 144
6.7.4. Kiểm tra nền móng cọc ma sát theo điều kiện biến dạng 145
6.7.5. Kiểm tra độ lún của móng cọc 148
6.7.6. Tính cốt thép 150
6.8. Thiết Kế Móng M2 (Cột C1) 152
6.8.1. Xác định sơ bộ kích thước đài cọc 152
6.8.2. Xác định số lượng cọc 152
6.8.3. Cấu tạo và tính toán đài cọc 153
6.8.4. Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc 153
6.8.5. Kiểm tra nền móng cọc ma sát theo điều kiện biến dạng 155
6.8.6. Kiểm tra độ lún của móng cọc 158
6.8.7. Tính cốt thép 159
CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 162
7.1. Khái quát về cọc khoan nhồi và phạm vi áp dụng của cọc khoan nhồi 162
7.2. Chọn chiều sâu đặt móng, vật liệu & kích thước cọc 162
7.2.1. Xác định sơ bộ chiều sâu chôn móng 162
7.2.2. Chọn các thông số về cọc 163
7.3. Xác định sức chịu tải của cọc 164
7.3.1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu 164
7.3.2. Sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền 164
7.3.3. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền (TCXD205 1998) 167
7.4. Thiết kế móng M2 (cột C1) 170
7.4.1. Chọn số lượng và bố trí cọc 170
7.4.2. Tính và kiểm tra đài cọc 171
7.4.3. Tính tải trọng tác dụng lên đỉnh cọc 171
7.4.4. Kiểm tra áp lực tác dụng lên đất nền của khối móng qui ước171
7.4.4.1. Xác định kích thước khối móng qui ước 171
7.4.4.2 Xác định trọng lượng khối móng qui ước 172
7.4.5. Kiểm tra áp lực tác dụng lên đất nền tại mũi cọc 173
7.4.6. Kiểm tra độ lún của móng cọc 174
7.4.7. Kiểm tra điều kiện chọc thủng của đài cọc 176
7.4.8. Tính toán moment và cốt thép cho đài cọc 176
7.4.9. Bố trí cốt thép 177
7.5. Thiết kế móng M2 (cột C2 và C3) 178
7.5.1. Chọn số lượng và bố trí cọc 178
7.5.2 Tính và kiểm tra đài cọc 179
7.5.3. Tính tải trọng tác dụng lên đỉnh cọc 179
7.5.4. Kiểm tra áp lực tác dụng lên đất nền của khối móng qui ước 180
7.5.4.1. Xác định kích thước khối móng qui ước 180
7.5.4.2 Xác định trọng lượng khối móng qui ước 182
7.5.5. Kiểm tra áp lực tác dụng lên đất nền tại mũi cọc 182
7.5.6. Kiểm tra độ lún của móng cọc 183
7.5.7. Kiểm tra điều kiện chọc thủng của đài cọc 184
7.5.8. Tính toán moment và cốt thép cho đài cọc 185
7.5.9. Bố trí cốt thép 186
CHƯƠNG VIII: SO SÁNH & LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG 188
8.1. So sánh về chỉ tiêu kĩ thuật 188
a) Móng cọc ép 188
b) Móng cọc khoan nhồi 188
8.2. So sánh về chỉ tiêu kinh tế 188
a) Móng cọc ép 188
b) Móng cọc nhồi 189
8.3. Kết luận 189
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KIẾN TRÚC
CÔNG TRÌNH CHUNG CƯ AN PHÚ – LÔ B
KHU ĐÔ THỊ AN PHÚ – QUẬN 2 –THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
I. TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC
- Công trình được xây dựng ở khu đô thị An Phú, Quận 2, TP.Hồ Chí Minh.
- Chức năng sử dụng của công trình là văn phòng làm việc và căn hộ cho thuê.
- Công trình có tổng cộng 10 tầng và một tầng mái.
- Tổng chiều cao của công trình là 39.5m. Khu vực xây dựng rộng, công trình nằm trong khu đô thị, và xung quanh công trình được trồng cây, vườn hoa tăng vẽ mỹ quan cho công trình.
- Kích thước mặt bằng sử dụng 47m ´ 47m, công trình được xây dựng trên khu vực địa chất đất nền tương đối tốt.
- Giao thông đứng được đảm bảo bằng hai buồng thang máy, hai cầu thang bộ.
- Giao thông ngang: hành lang giữa là lối giao thông chính.
II. ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Đặc điểm khí hậu thành phố Hồ Chí Minh được chia thành hai mùa rõ rệt.
1. Mùa mưa: từ tháng 5 đến tháng 11 có
- Nhiệt độ cao nhất: 36oC
- Nhiệt độ trung bình: 28oC
- Nhiệt độ thấp nhất: 23oC
- Lượng mưa trung bình: 274.4 mm (tháng 4)
- Lượng mưa cao nhất: 638 mm (tháng 5)
- Lượng mưa thấp nhất: 31 mm (tháng 11)
- Độ ẩm tương đối trung bình: 48.5%
- Độ ẩm tương đối thấp nhất: 79%
- Độ ẩm tương đối cao nhất: 100%
- Lượng bốc hơi trung bình: 28 mm/ngày đêm
2. Mùa khô: Từ tháng 12 đến tháng 4
- Nhiệt độ cao nhất : 40oC
- Nhiệt độ trung bình: 32oC
- Nhiệt độ thấp nhất: 180C
- Lượng mưa thấp nhất: 0,1 mm
- Lượng mưa cao nhất: 300 mm
- Độ ẩm tương đối trung bình: 85,5%
3. Gió:
- Thịnh hành trong mùa khô:
- Gió Đông Nam: chiếm 30% - 40%
- Gió Đông: chiếm 20% - 30%
- Thịnh hành trong mùa mưa:
- Gió Tây Nam: chiếm 66%
- Hướng gió Tây Nam và Đông Nam có vận tốc trung bình: 2.15 m/s
- Gió thổi mạnh vào mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, ngoài ra còn có gió Đông Bắc thổi nhẹ.
- Khu vực thành phố Hồ Chí Minh rất ít chịu ảnh hưởng của gió bão.
III. PHÂN KHU CHỨC NĂNG
- Tầng trệt được sử dụng làm khu để xe, phòng sinh hoạt, phòng bảo vệ..., Chiều cao tầng là 4.5m. Các tầng trên được sử dụng làm căn hộ cho thuê. Chiều cao tầng là 3.5m. Mỗi căn hộ có 2 phòng ngủ, 1 phòng bếp, 2 phòng vệ sinh, 1 phòng khách. Công trình có 2 thang máy và 2 thang bộ.
IV. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT KHÁC
- Hệ thống điện: hệ thống đường dây điện được bố trí ngầm trong tường và sàn, có hệ thống phát điện riêng phục vụ cho công trình khi cần thiết.
- Hệ thống cấp nước: nguồn nước được lấy từ hệ thống cấp nước của thành phố kết hợp với nguồn nước ngầm do khoan giếng dẫn vào hồ chứa ở tầng hầm và được bơm lên hồ nước mái, từ đó nước được dẫn đến mọi nơi trong công trình.
- Hệ thống thoát nước: nước thải sinh hoạt được thu từ các ống nhánh, sau đó tập trung tại các ống thu nước chính bố trí thông tầng. Nước được tập trung ở bể ngầm, được xử lý và đưa vào hệ thống thoát nước chung của thành phố.
- Hệ thống vệ sinh: xử lý hầm tự hoại bằng phương pháp vi sinh có bể chứa lắng, lọc trước khi ra hệ thống cống chính của thành phố.
- Hệ thống thoát rác: ống thu rác sẽ thông suốt các tầng, rác được tập trung tại ngăn chứa ở tầng trệt, sau đó có xe đến vận chuyển đi.
- Hệ thống thông thoáng, chiếu sáng: các phòng đều đảm bảo thông thoáng tự nhiên bằng các cửa sổ, cửa kiếng được bố trí ở hầu hết các phòng. Các phòng đều được chiếu sáng tự nhiên kết hợp với chiếu sáng nhân tạo.
- Hệ thống phòng cháy, chữa cháy: tại mỗi tầng đều được trang bị thiết bị chống hỏa đặt ở hành lang, trong nhà được lắp đặt hệ thống báo khói tự động.
- Hệ thống chống sét: theo đúng các yêu cầu và tiêu chuẩn về chống sét nhà cao tầng.
CHƯƠNG IV
THIẾT KẾ HỒ NƯỚC MÁI
4.1. Giới thiệu
- Trong một công trình cao tầng, việc lưu thông và cung cấp nước cho sinh hoạt là một sự cần thiết và cực kỳ quan trọng. Các bể nước đóng vai trò chủ đạo trong dây chuyền cung cấp và xử lý nước. Người ta phân ra làm ba loại bể nước: Bể nước dưới tầng hầm, bể nước ngầm dưới tầng hầm, bể nước mái.
- Chọn bể nước mái để tính toán. Bể nước mái được đặt trên hệ cột, được kéo từ các cột khung lên, đặt ở vị trí trung tâm công trình tại độ cao +36.00m và giới hạn bởi khung trục 3 - 4 và khung trục C - D.
- Bể nước có kích thước LxBxH = 7.0x8.5x1.8(m).
- Bể nước được đổ toàn khối, có nắp đậy. Lỗ thăm nắp bể nằm ở góc có kích thước 600x600.
4.2. Sơ đồ hình học
- Hệ dầm của hồ nước mái gồm có
+ Hệ dầm nắp gồm có: DN1; DN2; DN3
+ Hệ dầm đáy gồm có: DD1; DD2; DD3
- Thể tích hồ nước: V = 7.0x8.2x1.8 = 107.1 m3.
Trong thiết kế bể nước, dựa vào tỷ số 
, 
người ta phân ra làm ba loại : bể thấp, bể cao, bể dài thấp. Xét bể nước mái công trình này, ta có
a = 7. 0m cạnh ngắn, b=8.5 cạnh dày, h=1.8m chiều cao.
; 
Vậy thiết kế bể nước theo loại bể thấp.
4.3. Vật liêu sử dụng, chọn sơ bộ kích thước các cấu kiện
Vật liệu
- Bê tông cấp độ bền B20: 
= 1.15 (MPa); 
= 0.09 (MPa)
- Thép tính cho hồ nước chọn như sau:
+ Thép bản đáy, bản nắp, thành bể nhóm AI có: 
= 225 (MPa)
+ Thép dầm đáy và dầm nắp thép nhóm AII có: = 280 (Mpa)
Chọn sơ bộ kích thước
- Chọn bề dày nắp bể h=80 mm
- Bề dày thành bể h=120 mm
- Bề dày đáy bể h=120 mm
- Dầm nắp có kích thước: DN1(200x400) mm, DN2(200x400) mm, DN3(200x400) mm
- Dầm đáy có kích thước: DD1( 300x600) mm, DD2( 300x600) mm,
DD3( 250x500) mm
- Cột có kích thước sơ bộ : 300x300 mm
4.4. Tính bản nắp
4.4.1. Kích thước và cấu tạo bản nắp
Bản nắp dày 8(cm), nắp bể ta bố trí thêm dầm phụ cho bản nắp
Chọn ô cửa nắp: 60x60(cm)
4.4.2. Sơ đồ tính
Hình 4.1 Bản nắp
- Bản nắp được chia thành 4 ô bản S1 (3.5mx4.25m) nhờ hệ dầm trực giao.
- Sơ đồ tính cho bản nắp:, do đó bản liên kết với các dầm bao quanh xem như liên kết ngàm.
- Xét tỉ số : = < 2 à Bản làm việc theo 2 phương.
- Vậy ô bản thuộc loại ô bản 9, tính toán ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi.
Hình 4.2 Sơ đồ tính bản nắp
4.4.3. Tải trọng
* Tĩnh tải
Bảng4.1 Các lớp cấu tạo bản nắp
|
Loại tải |
h (m) |
g(KN/m3) |
n |
gtt(KN/m2) |
|
Vữa láng |
0.02 |
18 |
1.2 |
0.432 |
|
Sàn BTCT |
0.08 |
25 |
1.1 |
2.2 |
|
Vữa trát |
0.015 |
18 |
1.2 |
0.324 |
|
Tổng cộng |
Gtt = |
2.956 |
||
* Hoạt tải
ptt = 0.75 ´ 1.3 = 0.975 (KN/m2)
Þ Tải trọng tổng cộng tác dụng lên nắp: 
4.4.4. Nội lực
Sử dụng công thức chương 1 để tính toán
- Moment dương lớn nhất ở giữa bản nắp: 
; 
- Moment âm lớn nhất ở gối:
Þ Chọn Þ 8@180 có Asc = 2.79 cm2
Bảng 4.3 Tính toán bố trí cốt thép bản nắp
|
Tên ô |
Moment (KN.cm) |
m |
ỵ |
AS(cm2) |
Thép chọn |
AS chọn |
||
|
Þ |
a |
(cm2) |
||||||
|
1 |
M1= |
122 |
0.023 |
0.023 |
0.71 |
6 |
180 |
1.57 |
|
M2= |
56 |
0.014 |
0.0151 |
0.46 |
6 |
200 |
1.42 |
|
|
MI= |
273 |
0.066 |
0.068 |
2.08 |
8 |
180 |
2.79 |
|
|
MII= |
125 |
0.031 |
0.032 |
0.98 |
8 |
200 |
2.52 |
|
4.4.6. Thép gia cường bản nắp
- Lỗ thăm hồ nước mái có kích thước (600x600) mm.
- Cốt thép gia cường cho ô cửa bản nắp được tính theo công thức.
Chọn thép gia cường là 
có 
=226(mm2) cho mỗi phương, đoạn neo là: 
chọn 
4.5. Tính bản thành
4.5.1. Sơ đồ tính
Chọn chiều dày bản thành là 12(cm)
Kích thước của bản thành là 1.8x8.5 m
Nên bản thành đều làm việc theo phương cạnh ngắn. Bản thành được tính như một bản đơn ba cạnh ngàm một cạnh tựa đơn. Ta cắt một dãy 1m theo phương cạnh ngắn để tính như một dầm đơn giản, một đầu ngàm, một đầu tựa đơn nhịp 1.8m.
4.5.2. Tải trọng tác dụng lên bản thành
- Tải trọng tác dụng
+ Áp lực nước: pn = n
h = 1x10x1.8 = 18(KN/m2)
+ Gió: W= 
Trong đó:
: Áp lực gió theo tiêu chuẩn. vùng IIA có = 83(daN/m2) = 0.83 (KN/m2).
k: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao, với z = 36.00m tra bảng 5(TCVN 2737-1995), lấy k = 1.37(m).
c: hệ số khí động (c = +0.8 đối với gió đẩy và c = -0.6 đối với gió hút).
n: hệ số tin cậy của tải trọng gió( n =1.2)
B: bề rộng đón gió (B=1m)
- Gió đẩy: 
= 0.83x1.2x1.37x0.8 = 1.092(KN/m2)
- Gió hút: 
= 0.83x1.2x1.37x0.6= 0.82(KN/m2)
- Bản thành được xem như là cấu kiện chịu uốn có sơ đồ tính và tải trọng như sau
Hình 4.3 Sơ đồ tính và biểu đồ momen thành bể
-Dùng phương pháp cơ học kết cấu để tính nội lực
+ Tại gối
Mg =
= -4.22 (KNm)
+ Tại nhịp: (tính gần đúng)
Mn = 
= 1.92(KNm)
4.5.3. Tính cốt thép cho bản thành
Tính toán bản thành như cấu kiện chịu uốn tiết diện bxh=100x12(cmxcm)
Giả thuyết: 
vậy 
Sử dụng các công thức ở chương 1 để tính toán cốt thép
Cốt thép ở nhịp:
Þ Chọn Þ 6@180 có Asc = 1.57 cm2
Cốt thép ở gối:
Þ Chọn Þ 8@180 có Asc = 2.79 cm2
Bảng 4.4 Bố trí cốt thép cho bản thành
|
Vị trí |
M (KN.m) |
ho (cm) |
|
|
As (cm2) |
Bố trí thép |
As.chọn (cm2) |
µ (%) |
|
Nhịp |
1.92 |
10 |
0.017 |
0.018 |
0.91 |
Þ6a200 |
1.57 |
0.09 |
|
Gối |
4.22 |
10 |
0.037 |
0.038 |
1.94 |
Þ8a200 |
2.50 |
0.19 |
4.6. Tính bản đáy
4.6.1 Kích thước bản đáy và cấu tạo bản đáy
Bản đáy dày 12(cm), bản đáy đổ bêtông toàn khối
4.6.2 Sơ đồ tính
Xét tỉ số: = < 2 à Bản làm việc theo 2 phương.
Bản đáy đổ toàn khối xét tỉ số nên ta xem như bản đáy ngàm 4 cạnh thuộc ô bản số 9, tính toán ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi
Hình 4.4 Sơ đồ tính bản đáy
4.6.3. Tải trọng
* Tĩnh tải
Bảng 4.5 Các lớp cấu tạo bản đáy
|
Loại tải |
h (m) |
g(KN/m3) |
n |
gtt(KN/m2) |
|
Gạch men |
0.01 |
20 |
1.1 |
0.22 |
|
Vữa lót |
0.03 |
18 |
1.2 |
0.65 |
|
Lớp chống thấm |
0.02 |
20 |
1.1 |
0.44 |
|
Sàn bê tông |
0.12 |
25 |
1.1 |
3.3 |
|
Vữa trát |
0.015 |
18 |
1.2 |
0.32 |
|
Tổng cộng |
gtt = |
4.93 |
||
* Hoạt tải:
Tải trọng do bơm nước (cao 1.8 m)
ptt= n g h =1x10x1.8 = 18 (KN/m2)
Tổng tải trọng tác dụng lên bản đáy
4.6.4. Xác định nội lực, tính và bố trí cốt thép bản đáy
Sử dụng các công thức ở chương 1 để tính toán
Bảng 4.6 Kết quả tính nội lực bản đáy
|
Tên ô |
Các thông số ô bản |
Các hệ số |
Moment (kN.m) |
||||||
|
1 |
L1= |
3.5 |
Tải |
22.93 |
m91= |
0.0204 |
M1= |
6.96 |
|
|
L2= |
4.25 |
Loại ô |
9 |
m92= |
0.0142 |
M2= |
4.84 |
||
|
hb= |
0.08 |
L2/L1= |
1.47 |
k91= |
0.0468 |
MI= |
15.96 |
||
|
a= |
0.02 |
Dạng bản |
kê |
k92= |
0.0325 |
MII= |
11.09 |
||
4.6.5. Tính cốt thép
- Tính toán bản thành như cấu kiện chịu uốn tiết diện bxh=100x12(cmxcm)
- Giả thuyết: vậy
- Sử dụng các công thức ở chương 1 để tính toán cốt thép
Cốt thép ở nhịp theo phương L1:
Þ Chọn Þ 8@150 có Asc = 3.35 cm2
Cốt thép ở nhịp theo phương L2:
Þ Chọn Þ 8@200 có Asc = 2.52 cm2
Bảng 4.7 Tính toán bố trí cốt thép bản đáy
4.7. Hệ dầm nắp
Hình 4.5 Sơ đồ truyền tải của bản nắp
4.7.1. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện các dầm nắp
- DN1: (b´h) = (200 x 400) mm.
- DN2: (b´h) = (200 x 400) mm.
- DN3: (b´h) = (200 x 400) mm.
4.7.2.Tính tải trọng truyền vào dầm
4.7.2.1. Tính tải trọng truyền vào dầm nắp:
a. Dầm DN1:
- Tỉnh tải:
- Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dầm
g1 = (hd – hs) x bd x bt x n
g1 = (0.40– 0.08) x 0.2 x 25 x 1.1 = 1.76 (KN/m)
- Tĩnh tải do sàn truyền vào dầm có dạng hình tam giác:
- Tĩnh tải tập trung do dầm phụ truyền vào:
- Hoạt tải:
Hoạt tải do sửa chữa:
b. Dầm DN2:
- Tỉnh tải:
- Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dầm
g1 = (hd – hs) x bd x bt x n
g1 = (0.40– 0.08) x 0.2 x 25 x 1.1 = 1.76 (KN/m)
- Tĩnh tải do sàn truyền vào dầm có dạng hình thang:
- Tĩnh tải tập trung do dầm phụ truyền vào:
- Hoạt tải:
Hoạt tải do sửa chữa:
c. Dầm DN3:
- Tỉnh tải:
- Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dầm
g1 = (hd – hs) x bd x bt x n
g1 = (0.40– 0.08) x 0.2 x 25 x 1.1 = 1.76 (KN/m)
- Tĩnh tải do sàn truyền vào dầm có dạng hình tam giác:
- Hoạt tải:
Hoạt tải do sữa chữa:
4.8. Hệ dầm đáy
Hình 4.6 Sơ đồ truyền tải của bản đáy
4.8.1. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện các dầm đáy
- DD1: (bxh) = (300 x 600) mm.
- DD2: (bxh) = (300 x 500) mm.
- DD3: (bxh) = (250 x 500) mm.
4.8.1.1. Tính tải trọng truyền vào dầm đáy:
a. Dầm DD1:
- Tỉnh tải:
- Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dầm
g1 = hd x bd x bt x n
g1 = 0.60 x 0.3 x 25 x 1.1 = 4.95 (KN/m)
- Tĩnh tải do sàn truyền vào dầm có dạng hình tam giác:
- Tĩnh tải tập trung do dầm phụ truyền vào:
- Tĩnh tải do tường truyền vào:
- Hoạt tải nước:
- Hoạt tải do sàn truyền vo cĩ dạng hình tam gic:
b. Dầm DD2:
- Tỉnh tải:
- Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dầm:
g1 = hd x bd x bt x n
g1 = 0.60 x 0.3 x 25 x 1.1 = 4.95 (KN/m)
- Tĩnh tải do sàn truyền vào dầm có dạng hình thang:
- Tĩnh tải tập trung do dầm phụ truyền vào:
- Tĩnh tải do tường truyền vào:
- Hoạt tải nước:
- Hoạt tải do sàn truyền vào có dạnh hình thang:
c.Dầm DN3:
- Tĩnh tải:
- Tĩnh tải do trọng lượng bản thân dầm
g1 = hd x bd x bt x n
g1 = 0.60 x 0.3 x 25 x 1.1 = 4.95 (KN/m)
- Tĩnh tải do sàn truyền vào dầm có dạng hình tam giác:
- Hoạt tải nước:
- Hoạt tải do sàn truyền vào dầm có dạnh hình thang:
4.9. Tính cột hồ nước
4.9.1. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện cột
- Hoạt tải nước tác dụng vào cột:
- Hoạt tải nước tác dụng vào cột có dạng hình tam giác:
4.9.2. Tính tải trọng tác dụng:
- Áp lực nước truyền vào cột quy về tải phân bố:
qn = pn b = 18x8.5 = 153(KN/m)
- Tải trọng gió quy về tải phân bố:
+ Phía đón gió: = 1.092x4.25 = 4.64(KN/m)
+ Phía khuất gió: = 0.82x4.25 = 3.49(KN/m)
4.10. Tính cốt thép cho hệ dầm nắp, hệ dầm đáy và hệ cột:
Để chính xác hơn trong tính toán ta dùng phần mềm Etabs để giải bài toán
4.10.1. Mô hình tính toán:
Hình 4.7 Mô hình không gian hồ nước
Hình 4.8 Sơ đồ tỉnh tải khung không gian
Hình 4.9 Sơ đồ hoạt tải tác dụng khung không gian
Hình 4.10 Sơ đồ Tải gió khung không gian
Hình 4.11 Biểu đồ Moment hồ nước mái (KNm)
Hình 4.11 Biểu đồ moment M-33 dầm DN1. DD1 (KNm)
Hình 4.12 Biểu đồ moment M-33 dầm DN2. DD2 (KNm)
Hình 4.13 Biểu đồ moment M-33 dầm DN3, DD3(KNm)
Hình 4.14. Biểu đồ Lực cắt hồ nước mái (KN)
Hình 4.15 Biểu đồ lực cắt dầm DN1, DD1 (KN)
Hình 4.16 Biểu đồ lực cắt dầm DN2, DD2 (KN)
Hình 4.17 Biểu đồ lực cắt dầm DN3. DD3 (KN)
4.10.2. Tính cốt thép
Vật liệu
- Bê tông cấp độ bền B20: = 1.15 (MPa); = 0.09 (MPa)
- Thép tính cho hồ nước chọn như sau:
+ Thép bản đáy, bản nắp, thành bể nhóm AI có: = 225 (MPa)
+ Thép dầm đáy và dầm nắp thép nhóm AII có: = 280 (Mpa)
Vật liệu :
|
Bê tông B20 |
Thép AII |
||||||
|
Rb (kN/cm2) |
Rk (kN/cm2) |
Eb (kN/cm2) |
Rs (kN/cm2) |
Rs' (kN/cm2) |
Ea (kN/cm2) |
|
|
|
1.15 |
0.09 |
2700 |
28 |
28 |
21000 |
0.623 |
0.429 |
- Tính cốt thép cho dầm DN1:
Ap dụng tính toán dầm DN1: Mnhịp=106.68KNm, Mgối=88.65KN.m, Q=71.60KN
Cốt thép ở nhịp:
M nhịp=106.68KN.m
Giả thiết lớp bê tông bảo vệ a=3cm chọn chiều cao => ho = 40-3 = 37 cm
Þ Chọn 4Þ20 có Asc = 12.56 cm2
Cốt thép ở gối:
M gối =88.65 kNm
Þ Chọn 4Þ20 có Asc = 12.56 cm2
Bảng 4.8. Kết quả tính cốt thép hệ dầm nắp và dầm đáy được tính theo bảng sau:
|
Tiết diện |
Vị trí |
M (kNcm) |
h0 cm |
|
|
As |
Chọn thép |
|
Nhận |
||||||||||
|
(cm2) |
Bố trí |
Asc(cm2) |
xét |
||||||||||||||||
|
DN1 |
nhịp |
10668 |
37 |
0.328 |
0.410 |
12.46 |
4Þ20 |
12.56 |
1.70 |
Đạt |
|||||||||
|
gối |
8865 |
37 |
0.282 |
0.339 |
10.30 |
4Þ20 |
12.56 |
1.39 |
Đạt |
||||||||||
|
DN2 |
nhịp |
11804 |
37 |
0.374 |
0.498 |
15.13 |
4Þ22 |
15.2 |
2.04 |
Đạt |
|||||||||
|
gối |
11367 |
37 |
0.361 |
0.472 |
14.35 |
4Þ22 |
15.2 |
1.94 |
Đạt |
||||||||||
|
DN3 |
nhịp |
7125 |
37 |
0.226 |
0.259 |
7.87 |
3Þ20 |
9.42 |
1.06 |
Đạt |
|||||||||
|
gối |
2308 |
37 |
0.073 |
0.076 |
2.31 |
2Þ16 |
4.02 |
0.31 |
Đạt |
||||||||||
|
DD1 |
nhịp |
44153 |
57 |
0.393 |
0.537 |
31.71 |
4Þ25 +2 Þ28 |
31.95 |
1.85 |
Đạt |
|||||||||
|
gối |
24213 |
57 |
0.216 |
0.246 |
17.28 |
2Þ25 +2Þ28 |
22.14 |
1.01 |
Đạt |
||||||||||
|
DD2 |
nhịp |
52245 |
57 |
0.428 |
0.620 |
43.54 |
6Þ32 |
48.25 |
2.55 |
Đạt |
|||||||||
|
gối |
33294 |
57 |
0.297 |
0.362 |
25.4 |
2Þ28 +2Þ32 |
28.40 |
1.49 |
Đạt |
||||||||||
|
DD3 |
nhịp |
37657 |
47 |
0.335 |
0.425 |
26.45 |
2Þ28 +2Þ32 |
28.40 |
1.55 |
Đạt |
|||||||||
|
gối |
8069 |
47 |
0.110 |
0.117 |
8.22 |
2Þ28 |
12.32 |
0.48 |
Đạt |
||||||||||
4.10.4. Tính thép đai cho hệ dầm nắp và hệ dầm đáy
Kiểm tra điều kiện chịu cắt
|
Dầm |
DN1 |
DN2 |
DN3 |
DD1 |
DD2 |
DD3 |
|
Q(kN) |
71.60 |
75.82 |
48.73 |
263.56 |
285.32 |
235.14 |
- Dầm DN1. DN2. DN3
Tính cốt đai: chọn Q = 75.82(KN)
Chọn có
Kiểm tra ứng suất nén chính:
Chọn cốt đai , đđai hai nhánh.
: Hệ số xétđđến ảnh hưởng của cốt thép đai vùng giữa với trục dọc cấu kiện đđược xác định theo công thức:
Vậy cốt đai chọn đủ khả năng chịu cắt.
Không cần tính cốt xiên
- Trong đoạn giữa nhịp thép đai đặt theo cấu tạo:
Chọn khoảng thiết kế bước đai: s = 250mm
Ghi chú: Ta đặt trong khoảng ¼ nhịp tính từ gối tựa đai ở đđoạn giữa dầm.
- Dầm DD1. DD2. DD3. DD4
Tương tự khi tính dầm nắp ta chọn Q =285.32 (KN) để tính toán cho các dầm
Chọn có
Kiểm tra ứng suất nén chính:
Chọn cốt đai, hai nhánh.
Ta cĩ (thoả mn điều kiện)
Không cần tính cốt xiên
- Trong đoạn giữa nhịp thép đai đặt theo cấu tạo:
Chọn khoảng thiết kế bước đai: s = 250mm
Ta bố trí trong khoảng ¼ nhịp tính từ gối tựa và đai ở giữa dầm.
Tính cốt treo tại vị trí giao nhau giữa các dầm
- Ở chổ dầm DD3 kê lên dầm DD2 phải gia cố thêm cốt đai hay cốt treo cho dầm chính.
+ Dùng cốt đai để làm cốt treo. Dầm DD2 (3000x600), dầm DD3 (250x500)
Ta chọn Q =285.32 (KN) để tính
+ Với dầm DD1
+ Dùng thép treo kiểu cốt đai
+ Dùng đai Þ8, mỗi lớp có hai nhánh. Asw = 2x50 = 100(mm2) + Số lớp = . Chọn 8 đai, mỗi bên dầm đặt 4 đai, khoảng cách giữa các đai là 50(mm).
Hình 4.17 Bố trí thép gia giao vị trí dầm giao nhau
4.10.5. Tính cột hồ nước
Cột hồ nước mái được kéo lên từ cột khung của tầng áp mái nên được tính toán bên phần khung.
4.11. Bố trí cốt thép
Bố trí cốt thép hồ nước mái trong bản vẽ: bản vẽ KC 03/07
.........................................................
CHƯƠNG VIII
SO SÁNH & LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG
8.1. So sánh về chỉ tiêu kĩ thuật
a) Móng cọc ép
* Ưu điểm:
- Kĩ thuật thi công đơn giản, thời gian thi công tương đối nhanh.
- Có thể thi công trong điều kiện mặt bằng nhỏ hẹp.
- Dễ kiểm tra chất lượng của từng đoạn cọc được thử dưới lực ép .Xác định được sức chịu tải của cọc ép qua lực ép cuối cùng.
* Nhược điểm:
- Kích thước và sức chịu tải của cọc bị hạn chế do tiết diện cọc, chiều dài cọc không có khả năng mở rộng và phát triển tới độ sâu cần thiết kế vì thế mà cần phải nối các đoạn cọc với nhau sẽ làm giảm sức chịu tải của cọc, thiết bị thi công cọc bị hạn chế so với các công nghệ khác, …
- Gây ảnh hưởng xấu tới công trình lân cận trong quá trình nén ép cọc do nền đất bị xô ngang (nếu thi công cọc bằng búa Diezen thì ảnh hương càng xấu). Kết quả là có thể làm cho các khối nhà lân cận có thể bị lún nứt, thậm chí là sụp đổ.
b) Móng cọc khoan nhồi
* Ưu điểm:
- Sức chịu tải của mỗi cọc đơn lớn, có thể đạt hàng nghìn tấn khi chôn ở độ sâu lớn
- Cọc khoan nhồi có thể xuyên qua các tầng đất cứng ở độ sâu lớn.
- Số lượng cọc cho mỗi móng ít, phù hợp cho mặt bằng có diện tích nhỏ.
- Không gây tiếng ồn đáng kể như khi thi công cọc.
- Phương pháp thi công cọc là khoan nên không gây chấn động cho các công trình lân cận.
* Nhược điểm:
- Khi thi công cọc dể bị sập thành hố khoan.
- Công nghệ thi công đòi hỏi kỷ thuật cao, các chuyên gia có kinh nghiệm.
- Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc ép do công nghệ tạo lỗ.
- Chất lượng cọc bê tông không cao, do không kiểm soát được trong quá trình thi công như đổ bê tông không có đầm được…
8.2. So sánh về chỉ tiêu kinh tế
a) Móng cọc ép
- Tổng khối lượng thi công cọc dự kiến cho toàn công trình: 264 cọc.
- Chiều dài mỗi cọc: 18m.
- Báo giá thi công đối với cọc ép 300x300 (bao gồm vật tư và thiết bị, nhân công) thời điểm hiện tại là: 340.000-360.000VNĐ/m.
Như vậy tổng giá thành dự kiến cho phương án thi công cọc ép là:
264x18x360.000 = 1.710.720.000VNĐ.
b) Móng cọc nhồi
- Tổng khối lượng thi công cọc dự kiến cho toàn công trình: 128 cọc.
- Chiều dài mỗi cọc: 25m.
- Báo giá thi công đối với cọc nhồi Þ 600 (bao gồm vật tư và thiết bị, nhân công) thời điểm hiện tại là: 900.000VNĐ/m.
Như vậy tổng giá thành dự kiến cho phương án thi công móng cọc khoan nhồi là:
128x25x900.000 = 2.880.000.000VNĐ.
8.3. Kết luận
Qua kết quả phân tích về hai chỉ tiêu kĩ thuật và kinh tế của 2 phương án móng
Ta chọn phương án cọc ép sẽ hợp lý hơn.
