Đồ án kiến trúc 10%

Bộ xây dựng Trường đạI học kiến trúc hà nội Khoa tại chức Phần I kiến trúc 10% Nhiệm vụ được giao: 1. mặt bằng tầng 1-2. 2. mặt bằng tầng điển hình, MáI. 3. mặt cắt I-I, II-II. 4. mặt đứng TRụC 1-16. Giáo viên hướng dẫn: tiến sĩ NGUYễN TIếN CHƯƠNG Sinh viên thực hiện: phùng đình quý Lớp: ctu2005- xh Giới thiệu kiến trúc Tên công trình: khách sạn 5 tầng hoa lư – ninh bình Địa điểm xây dựng: hoa lư – ninh bình 1- Đặc điểm công trình: + Diện tíh xây dựng: 495m2. Công trình sử dụng cho nhu cầu ở,nghỉ ngơi của khách được bố trí như sau: Công trình có kết cấu mái với độ dốc i = 5%-10% và chiều cao lớn, hình khối công trình đơn giản, lưới cột cách đều nhau nhưng hình tượng của ngôi nhà với vẻ kiến trúc đơn giản nhưng trang nhã, dễ nhìn thoáng mát. - Kiến trúc chọn giải pháp kết cấu khung, các dầm dọc cho đến các sàn tầng, cầu thang bộ bằng kết cấu bê tông cốt thép. Kết cấu mái chọn giải pháp mái đổ bê tông tại chỗ kết hợp với các lớp chống thấm, tạo dốc và lợp tôn chống nóng. -Phần kiến trúc phía ngoài công trình được bố trí trát gờ phào chỉ hợp lý tại các ô cửa, lỗ thoáng và các đường viền khung thể hiện vẻ kỹ sảo công trình. Tường trong quét sơn màu hồng, tường ngoài quét vôi ve màu vàng. Cửa mặt tiền có khung gỗ nhóm 2, cánh cửa pa-nô quét sơn màu xanh. Ô cầu thang từ chiếu nghỉ tầng một trở lên sử dụng khung nhôm kính nhằm mục đích lấy ánh sáng và tạo dáng vẻ kiến trúc cho công trình. - Giao thông chính trong công trình được bố trí thuận tiện bằng hệ thống hành lang và cầu thang máy, bộ bên đảm bảo giao thông thuận lợi và thoát người dễ dàng khi cần thiết, phù hợp với điều kiện sử dụng. 2- giải pháp kết cấu: -Các hệ kết cấu bê tông cộng thép toàn khối được sử dụng rộng rãi cho các nhà cao tầng bao gồm: Hệ kết cấu chung chịu lực, hệ kết cấu khung, tường chịu lực kết hợp, kết cấu hình ống. Việc lựa chọn phương án kết cấu dạng này hay dạng khác phụ thuộc vào điều kiện đặc điểm cụ thể của từng công trình, công năng sử dụng, chiều cao nhà tác động của tải trọng ngang và địa hình xây dựng. -Căn cứ vào hồ sơ thiết kế kiến trúc và kích thước hình học công trình, ta chọn phương án áp dụng giải pháp kết cấu là hệ khung và vách chịu lực. Đây là dạng kết cấu trong đó khung bê tông cốt thép chịu toàn bộ tải trọng tĩnh và tải trọng động tác dụng lên công trình. Nó có khả năng tạo ra các không gian lớn, linh hoạt thích hợp cho công trình đòi hỏi không gian rộng lớn. Hệ kết cấu khung ta vạch ra sơ đồ làm việc rất rõ ràng, việc tính toán từng chi tiết kết cấu trong công trình rất đơn giản. - Công trình có sự bố trí sắp xếp mặt bằng đối xứng, hệ lưới khung đều nhau. - Công trình có địa chất ổn định và chiều cao nhỏ hơn 40m . - Kết cấu của công trình là một khối thống nhất, bố trí hợp lý từ móng đến mái tạo điều kiện thuận lợi về thi công và kinh tế. 3- giải pháp về nền móng: - Căn cứ vào tiêu chuẩn tải trọng tác động TCVN 2737 - 1995, dựa theo đặc điểm kết cấu công trình ta xác định được tải trọng tác dụng xuống móng. - Căn cứ vào điều kiện địa chất, thuỷ văn, mực nước ngầm của khu vực đặt vị trí công trình, hồ sơ khảo sát địa địa chất công trình. Khi tính toán sẽ lựa chọn phương án hợp lý, kinh tế nhất. - Sơ bộ lựa chọn móng nông trên nền thiên nhiên. 4- Giải pháp về giao thông: Giao thông theo phương đứng thông qua cầu thang bộ có chiều rộng là 3,6m. Các hành lang ở các tầng giao với các cầu thang tạo ra nút giao thông thuận tiện và thông thoáng cho người đi lại, đảm bảo lưu thoát lưu thoát người khi xảy ra sự cố như cháy, nổ. 5- giải pháp về thông gió, chiếu sáng: - Thông gió: thông hơi thoáng gió là yêu cầu vệ sinh cần thiết cho con người, nó tạo ra cho con người cảm giác thoải mái và sức khoẻ. Giải pháp thông gió: - Về quy hoạch: xung quanh công trình trồng hệ thống cây xanh để dẫn gió, che nắng, chắn bụi, điều hoà không khí, chống ồn. - Về thiết kế: xung quanh và bên trong có các cửa sổ và các ô thoáng để đón gió trực tiếp, xuyên phòng cùng hành lang, cầu thang. - ánh sáng: kết hợp chiếu sáng tự nhiên và chiếu sáng nhân tạo. - Chiếu sáng tự nhiên: các phòng đều có cửa sổ để tiếp nhận ánh sáng từ bên ngoài. - Chiếu sáng nhân tạo: được tạo từ hệ thống các bóng điện. 6- giải pháp về điện nước: - Điện: được cung cấp từ mạng điện của thành phố. Điện áp 3 pha xoay chiều 380v/220v, tần số 50Hz đảm bảo cho mọi hoạt động bình thường của khu nhà. Hệ thống điện dễ bảo quản và sửa chữa, khai thác và sử dụng an toàn, tiết kiệm năng lượng. Có máy phát điện để phục vụ khi mất điện lưới. - Nước: + Cấp nước: nước được lấy từ hệ thống cấp nước sạch của thành phố thông qua các ống dẫn đưa lên các bể chứa và qua ống dẫn trực tiếp. Dung tích bể chứa được thiết kế trên cơ sở số lượng người sử dụngvà lượng dự trữ đề phòng sự cố mất nước có thể xảy ra. Hệ thống đường ống được bố trí ngầm trong tường đến các khu vệ sinh. + Thoát nước: gồm có thoát nước mưa và thoát nước thải. Thoát nước mưa: gồm có hệ thống sênô dẫn nước từ các ban công, mái theo đường ống nhựa đặt giáp tường chảy vào hệ thống thoát nước chung của thành phố. + Thoát nước thải sinh hoạt: yêu cầu phải có bể tự hoại để nước thải chảy vào hệ thống thoát nước chung không bị nhiễm bẩn. Đường ống dẫn phải kín, không bị rò rỉ làm ô nhiễm môi trường. 7- giải pháp phòng cháy, chữa cháy,chống sét: Chống sét: hệ thống chống sét được thiết kế theo 20 TCVN 46 - 84. Phòng hoả: được thiết kế theo TCVN 2622 - 1995. Thiết bị cứu hoả bao gồm: một họng cứu hoả trong nhà, một họng cứu hoả ngoài nhà, mỗi cửa ra vào bố trí 2 bình cứu hoả khô để sử lý đám cháy nhỏ trong công trình. Xung quanh nhà, ở bên ngoài là đường giao thông nội bộ của trường có thể phục vụ cho xe cứu hoả tiếp cận công trình 8- giải pháp vệ sinh môI trường: - Rác thải được đổ vào thùng rác công cộng ở các tầng rồi từ đó được chuyển đi đến các xe đổ rác của thành phố.Có biển báo nhắc nhở vệ sinh chung. Bộ xây dựng Trường đạI học kiến trúc hà nội Khoa tại chức Phần II Kết cấu 45% Nhiệm vụ được giao: 1. lập mặt bằng kết cấu sàn tầng điển hình. 2. thiết kế sàn tầng điển hình. 3. tính khung k2 trục 2. 4. tính cầu thang bộ 5. tính dầm dọc trục d. . Giáo viên hướng dẫn: tiến sĩ NGUYễN TIếN CHƯƠNG Sinh viên thực hiện: phùng đìng quý Lớp: ctu2005- xh chương I Tính toán sàn tầng điển hình Nhiệm vụ được giao: Tính toán sàn tầng điển hình. Tính toán sàn Phương pháp tính chung: - Việc tính toán bản sàn được dựa trên cơ sở tính toán dầm ứng với 1 dải bản sàn được cắt ra theo phương chiều rộng b nào đó (thường cắt 1 dải bản sàn có chiều rộng 100cm để tính). Dựa chủ yếuvào bài toán xác định cốt thép đơn để xác định diện tích cốt thép cần thiết của bản sàn khi đã biết nội lực. Sau đây trình bầy phương pháp tính toán ở hai loại bản sàn: Sàn sườn toàn khối có bản kê loại dầm và bản kê 4 cạnh. - Bản kê 2 cạnh: việc tính toán loại bản này dựa trên cơ sở so sánh giá trị mô men uốn theo 2 phương: Phương cạnh ngắn và phương cạnh dài. Đối với loại bản kê 2 cạnh theo giá trị mô mem uốn theo phương cạnh ngắn lớn hơn nhiều giá trị mô mem uốn theo phương cạnh dài. Chính vì vậy mà ta chỉ tính cốt thép cho mô men theo phương cạnh ngắn còn theo phương cạnh dài thì đặt thép theo cấu tạo. Theo quy ước thì khi bản kê có tỷ số giữa hai chiều dài tính toán của bản: l2/l1 > 2 thì bản có thể coi làm việc như bản kê 2 cạnh. Cắt 1 dải bản theo phương cạnh ngắn có chiều rộng 1m, có tải trọng phân bố trên 1 m dài của bản sẽ là: q = 1´ qsàn (kg/m) Sau khi xác định được nội lực tiến hành tính toán cốt thép như trường hợp tính toán cốt đơn của dầm đã được trình bầy ở phần tính dầm khung. - Bản kê 4 cạnh: Hệ thống dầm chia bản thành các ô có cạnh ngắn là l1 và cạnh dài là l2 thoả mãn điều kiện: l2 / l1 < 2. Tuỳ theo điều kiện làm việc của bản mà có thể tính toán bản theo sơ đồ đàn hồi hoặc sơ đồ khớp dẻo. I. Tính toán sàn tầng đIển hình 1. Sơ đồ bản sàn Ô1: + l1 = 3,6m + l2 = 6m l2/l1 < 2. Do đó ta coi là bản kê 4 cạnh. Ô2: + l1 = 1,8m + l2 = 3,6m l2/l1 < 2. Do đó ta coi là bản kê 4 cạnh. Ô3: + l1 = 1,8m. + l2 = 5,7m. l2/l1 > 2. Do đó ta coi là bản dầm. Ô4: + l1 = 2,48m. + l2 = 5,7m. l2/l1 > 2. Do đó ta coi là bản dầm . Ô5: + l1 = 2,1m. + l2 = 2,48m. l2/l1  < 2. Do đó ta coi là bản kê 4 cạnh. l2/l1 < 2. Do đó ta coi là bản kê 4 cạnh . Ô6: + l1 = 2,1m. + l2 = 3,6m. l2/l1  < 2. Do đó ta coi là bản kê 4 cạnh. l2/l1 < 2. Do đó ta coi là bản kê 4 cạn Ô7, + l1 = 1,74m. + l2 = 2,1m. l2/l1 < 2. Do đó ta coi là bản kê 4 cạnh . Ô8, + l1 = 1,86m. + l2 = 2,1m. l2/l1 < 2. Do đó ta coi là bản kê 4 cạnh . Ô9, + l1 = 3,52m. + l2 = 3,6m. l2/l1 < 2. Do đó ta coi là bản kê 4 cạnh . Ô10, + l1 = 3,6m. + l2 = 6,9m. l2/l1 < 2. Do đó ta coi là bản kê 4 cạnh . 2. Xác định sơ bộ kích thước các bộ phận a) Tính sơ bộ chiều dày bản : hb ³ . L1 - Chọn D = 1 với (D = 0,8 - 1,4). - chọn m = 40 (Bản kê). hb ³ . 3600 = 90mm. Ta chọn hb = 100 mm = 10 cm b) Xác định sơ bộ kích thước dầm chính - Nhịp dầm chính : + Khẩu độ trục C -G: Ldc = 6 m hdc = ( - ).Ldc = 6/12= 500(mm) Chọn hdc = 500 cm ; bdc= ( - ) hdp nên chọn bdc = 220cm c) Tính sơ bộ kính thước dầm phụ: +Nhịp dầm phụ : Ldp = 3,6 m Chọn hdp= ( - ). Ldp = (300 - 225), hdp = 30cm, chọn bdp =22cm Vậy kích thước sơ bộ dầm phụ là : h = 30 cm , b = 22cm + Dầm bo lấy bxh =110x250(mm) 3. Tải trọng tác dụng lên sàn: a. Tĩnh tải: Tĩnh tải tác dụng gồm các tải trọng tác động thường xuyên, được xác định căn cứ vào các bản vẽ mặt bằng kiến trúc , mặt cắt và mặt bằng kết cấu của công trình. Thành phần cấu tạo d ( m ) g (daN/m3) gTC ( daN/m2 ) n gTt ( daN/m2 ) Lớp gạch lát nền 0,01 2000 20 1,1 22 Lớp vữa lót 0,025 1800 45 1,3 58,5 Sàn bê tông cốt thép 0,1 2500 250 1,1 275 lớp vữa trát trần 0,02 1800 36 1,3 46,8 Cộng 351 402,3 b. Hoạt tải: Thành phần cấu tạo pTC ( daN/m2 ) n pTt ( daN/m2 ) Phòng ở 200 1,2 240 Hành lang,cầu thang 300 1,2 360 Ban công 200 1,2 240 Khu WC 200 1,2 240 4. Xác định nội lực bản sàn: a.Bản làm việc 2 phương: *Tính cho ô sàn ô1(có l1´l2 = 3,6´6m) Sơ đồ tính toán: Xét tỷ số hai cạnh l2/l1 =1,66 < 2 ị tính toán với bản kê 4 cạnh làm việc theo hai phương. -Tải trọng tác dụng tính toán : +Tĩnh tải: gtt = 402,3 daN/m2 +Hoạt tải: ptt = 240 daN/m2 q1 =(gtt + 0,5.ptt) =( 402,3+0,5.240)= 522,3 (daN) q2 = 0,5.ptt = 0,5.2400= 120 (daN) -Dựa vào tỷ số l2/l1 tra bảng sơ đồ 0 và IIc được các hệ số và =0.0486; =0,0202; = 0,0446 = 0,0179 ; = 0,0074 ; = 0,0164 +Mômen tại nhịp theo phương cạnh ngắn là: M1 = = (0,0202.522,3+0,0486´120). 3,6.6=354 daN/m +Mômen tại gối theo phương cạnh ngắn là: MI= +Mômen tại gối theo phương cạnh dài là: MII= +Mômen tại nhịp theo phương cạnh dài là: M2 = = (0,0074.522,3+0,0179.120). 3,6.6=130 daN/m. Các ô còn lại cũng được tính tương tự và kết quả được trình bày ở bảng “ Kết quả tính toán nội lực các ô sàn tầng điển hình” . b. Bản làm việc 1 phương: - Xác định nhịp tính toán của bản và sơ đồ tính toán. + Nhịp giữa : L = L1 - bdp + Nhịp biên : Lb = L1 - bdp/2 - t/2 + hb/2 Sự chênh lệch giữa các nhịp là: .100% <10% *Tính cho ô sàn Ô3: l1´l2 = 1,8´5,7(m) Xét tỷ số hai cạnh l2/l1 = 3,16 > 2 + Nhịp giữa: L0= L1- bdp= 1800 - 220=1580mm=1,58m + Nhịp biên: Lob= L1- bdp/2- t/2+ hb/2= 1800 -220/2+ 220/2+ 100/2=1530mm +Tải trọng tác dụng tính toán : Tĩnh tải: gtt = 402,3 daN/m2 Hoạt tải: ptt = 360 daN/m2 ị q = gTt + pTt = 402,3+ 360=762,3 daN/m2 +Mômen tại nhịp giữa và gối giữa là : +Mômen nhịp biên là +Mômen gối biên là 5.Tính toán cốt thép cho các ô bản : Giả thiết a =2cm, ho =10 -2 =8 cm . Ta cắt 1 dải bản b=100cm A,Bản làm việc 1 chiều : *Tính cho ô sàn Ô3: +Cốt thép tại nhịp biên có: M = 162 daN.m = 16200 daN.cm ADCT: m = = = 0,02 < = 0,437 Từ m = 0,02 Tra bảng PL9 = 0,02 A = = = 0,81 (cm Kiểm tra hàm lượng cốt thép: .100% = .100% = 0,1% .100% = .100% = 3,29% 0,1%s Ta thấy ≤ A= Chọn có A=141mm2 +Cốt thép tại gối biên: M = 173 daN.m = 17300 daN.cm ADCT: m = = = 0,023 < = 0,437 Từ m = 0,023 Tra bảng PL9 = 0,023 A = = = 0,94(cm Kiểm tra hàm lượng cốt thép: .100% = .100% = 0,12% .100% = .100% = 3,29% 0,1% Ta thấy > A= Chọn có A=141mm2 + Xác định cốt thép tại gối giữa và nhịp giữa. - Gối giữa và nhịp giữa có: M = 118 daN.m = 11800 daN.cm - ADCT: m = = = 0,016< = 0,437 Từ m = 0,016 Tra bảng PL9 = 0,016 A = = = 0,65 (cm Kiểm tra hàm lượng cốt thép: .100% = .100% = 0,08% .100% = .100% = 3,29%. 0,1% Ta thấy ≤ A= Chọn có A=141mm2 Tương tự ta có cốt thép cho Ô4 + Cốt thép tại nhịp biên có: M = 338 daN.m = 33800 daN.cm A= chọn có A=188mm2 + Cốt thép tại gối biên: M = 353daN.m = 35300 daN.cm A= chọn có A=188mm2 + Xác định cốt thép tại gối giữa và nhịp giữa. A= chọn có A=141mm2 b) Bản làm việc 2 chiều : *Tính cho ô sàn Ô1 +Cốt thép tại nhịp theo phương cạnh dài có M1 = 354daN.m = 35400daN.cm ADCT: m = = = 0,049 < = 0,437 Từ m = 0,049 Tra bảng PL9 = 0,05 A = = = 2,04 (cm Kiểm tra hàm lượng cốt thép: .100% = .100% = 0,255% .100% = .100% = 3,29% 0,1% Ta thấy ≤ ≤ hàm lượng cốt thép đảm bảo và hợp lý : Chọn có A=251mm2 +Cốt thép tại gối theo phương cạnh ngắn là: MI = 503 daN.m = 50300daN.cm ADCT: m = = = 0,068 < = 0,437 Từ m = 0,068 Tra bảng PL9 = 0,07 A = = = 2,86(cm Kiểm tra hàm lượng cốt thép: .100% = .100% = 0,35% .100% = .100% = 3,29% 0,1% Ta thấy ≤ ≤ hàm lượng cốt thép đảm bảo và hợp lý: Chọn có A=279mm2=2,79cm2 +Cốt thép tại gối theo phương cạnh dài là: MII = 42,51 daN.m = 4251daN.cm ADCT: m = = = 0,005 < = 0,437 Từ m = 0,005 Tra bảng PL9 = 0,01 A = = = 0,46(cm Kiểm tra hàm lượng cốt thép: .100% = .100% = 0,06% .100% = .100% = 3,29% 0,1% Ta thấy ≤ A= Chọn có A=141mm2 +Cốt thép tại nhịp theo phương cạnh ngắn có: M2 = 129,8daN.m = 12980daN.cm ADCT: m = = = 0,017 < = 0,437 Từ m = 0,017 Tra bảng PL9 = 0,017 A = = = 0,69 (cm Kiểm tra hàm lượng cốt thép: .100% = .100% = 0,08% .100% = .100% = 3,29% 0,1% Ta thấy > ≤ Chọn có A=141mm2 Tương tự tính toán cốt thép và chọn thép của các ô sàn được thể hiện trong bảng *Kiểm tra lại chiều cao làm việc của bản ho tại các tiết diện + Chọn lớp bảo vệ là 1cm :- Tại tiết diện dùng f8 :ho= 10 - 1 - 0,4 = 8,6 m -Tại tiết diện dùng f6 :ho= 10 -1 -0,3 = 8,7 m Vậy : hott > hogt =8 cm Như vậy dùng được và thiên về an toàn. chương ii Tính toán cầu thang bộ ( Cầu thang 2 đợt trục 4’-5) I. Đặc điểm cấu tạo kết cấu và kiến trúc của cầu thang. *)Đây là cầu thang bộ chính dùng để lưu thông giữa các tầng nhà, Cầu thang thuộc loại cầu thang 2 đợt có cốn thang, đổ bê tông cốt thép tại chỗ -Bậc thang được xây bằng gạch đặc, trên các bậc thang và chiếu nghỉ, chiếu tới điều được trát granitô, Lan can cầu thang được làm bằng thép, tay vịn bằng gỗ. -Cầu thang bắt đầu bằng tầng một, Kiến trúc cầu thang các tầng giống nhau. ở tầng điển hình, cầu thang có 24 bậc . Mổi bậc cao 150 mm rộng300 mm. *) Đặc điểm kết cấu: - Cầu thang là 1 kết cấu lưu thông theo phương thẳng đứng của toà nhà và chịu tải trọng động của con người. Khi thiết kế ngoài yêu cầu cấu tạo kiến trúc phải chọn kích thước các dầm và các bản sao cho khống chế được độ võng của kết cấu, để tạo cảm giác an toàn cho người sử dụng. Bản thang kê lên tường và cốn thang, bản chiếu nghỉ xung quanh có các dầm bo. - Chọn bề dày cho tất cả các bản thang là : 10cm - Kích thước dầm chiếu nghỉ, dầm chiếu tới : bxh = 20x30 cm - Kích thước cốn thang : bxh = 10x30 cm - Độ nghiêng bản thang : Cosa = `- Tất cả các tải trọng của vật liệu và các hoạt tải đều lấu theo TCVN 2737-95 và TCVN 356-2005 1. Tính bản thang. Do bản thang có kích thước l2xl1 = 4000x 1460 ị l2/l1 = 4/1,46 = 2,74>2 Nên ta tính bản thang theo bản chịu lực 1 phương cắt 1 dải rộng 1 (m),theo chiều song song cạnh ngắn để tính toán. Sơ đồ tính thể hiện ở trên. Sơ đồ tính toán: Sơ đồ tính toán bản đan thang b. Xác định tải trọng - Trọng lượng lớp đá Granitô: - Trọng lượng lớp vữa lót : - Trọng lượng lớp gạch xây bậc: - Trọng lượng bản thân bản thang: g4 = 0,1 ´ 2500 ´ 1,1 = 247,5daN/m - Trọng lượng lớp vữa trát dưới bản: g5 = 0,015 ´ 1800 ´ 1,3 = 35,1 daN/m -Tổng tải trọng các lớp: Sgtt = 44 +46,8 +132,7+247,5 +35,1=506 (daN/m) Hoạt tải phân bố trên cốn thang lấy theo TCVN 2737-95 qtc=300(daN/m2) => qtt=30.1,2 = 360 (daN/m) Tải trọng toàn phần: q = 506 + 360 = 866(daN/m) Tải trọng tính toán: qtt=866.cosa = 866.0,8 = 693(daN/m) c. Tính toán nội lực và cốt thép Theo sơ đồ tính toán, cắt 1 dải bản rộng 1m song song với cạnh ngắn để tính toán. Mômen lớn nhất ở giữa nhịp: (daN.m)=18500daN.cm Chọn chiều dày lớp bêtông bảo vệ ị h0= 10-2 = 8 cm Ta có: Từ tra bảng phụ lục 9 ta có = 0,025 Ta có Rs.As = .Rb.b.h0 Kiểm tra hàm lượng cốt thép = 0,1%≤ Vậy hàm lượng cốt thép đảm bảo và hợp lý ị Chọn f6 a200 có As = 1,41cm2 Chọn thép chịu mô men âm theo cấu tạo f6 a200 2. Tính toán cốn thang: - Để thiên về an toàn, ta đưa ra hai sơ đồ tính toán: Khi tính toán cốt thép ở gối, ta xem cốn thang là dầm đơn giản liên kết ngàm hai đầu; còn khi tính toán cốt thép ở giữa nhịp, ta xem cốn thang là dầm đơn giản liên kết khớp hai đầu. a. Chọn sơ bộ kích thước. Nhịp tính toán của dầm: Chiều cao của cốn được chọn theo công thức: hc = .ld Với : m = 12 á20 hệ số phụ thuộc vào tải trọng lấy m = 12 ld =4,02(m) chiều dài tính toán của cốn thang. hc = . 4,02 = 0,33 (m). chọn: hc =30 (cm). Chọn cốn thang có tiết diện mặt cắt ngang bxh = 100x300 (mm) b. Tải trọng tác dụng. - Trọng lượng lớp vữa trát Granitô (d=1,5 cm) gv = 0,015.( 0,15 + 2 . 0,3).20.1,3 = 0,3 (KN/m)= 30daN/m - Trọng lượng lan can tay vịn. gtv = 1,1.0,3 = 0, (KN/m)= 34 daN/m - Trọng lượng bản thân cốn thang. gbt = 0,1.0,3.2500.1,1 = 100 (daN/m) - Trọng lượng bản thang truyền xuống. gbtx = 0,5.1,46 .6,93 = 5,06(KN/m)= 506daN/m - Tổng tải trọng tác dụng lên cốn thang. q = gv + gtv + gbt + gbtx = 30+ 34 + 100 + 506 =670(daN/m) - Thành phần tải trọng tác dụng vuông góc với cốn thang q1 = q.cosa = 670x0,89 = 595(daN/m) c. Sơ đồ tính và nội lực. *. Xác định nội lực Cốn thang làm việc như một dầm đơn giản nhịp ltt = 4,02 (m) - Mômen lớn nhất. Mmax = = = 1202( daN/m) - Lực cắt lớn nhất. Qmax = = =1196(daN) d. Tính toán cốt thép dọc. - Giả thiết a = 2 cm, => ho = h - a = 30 - 2 = 28 cm Từ tra bảng phụ lục 9 ta có = 0,154 Ta có Rs.As = .Rb.h0 Kiểm tra hàm lượng cốt thép = 0,1%≤≤ Vậy hàm lượng cốt thép đảm bảo và hợp lý ị Chọn 1f16 có As = 2,01cm2 - Cốt định vị lấy theo điều kiện cấu tạo: ị chọn 1f14 có As = 1,54 cm2. e.Tính toán cốt đai. *kiểm tra điều kiện tính toán : Vậy bê tông đủ khả năng chịu cắt nên không phải tính cốt đai, lấy cốt đai theo cấu tạo. Chọn đai f6a200. 3. Tính toán bản chiếu nghỉ: Xét tỉ số <2 Cắt dải bản 1m theo phương cạnh ngắn a. Tải trọng tác dụng lên bản: chiều dày bản chọn sơ bộ hb=10cm - Trọng lượng bản thân: + Lớp đá granit : g1 =0,02.20.1,1=0,44 KN/m=44daN/m + Bản thang BTCT: g2 =0,1.25.1,1=2,75 KN/m =275daN/m + Vữa trát + lót : g3 =0,03.18.1,3=0,702 KN/m =70daN/m Tổng: g= 44+275+70= 390 daN/m - Hoạt tải: Ptc=300 daN/m2; n=1,2 ị Ptt= Ptc.n=300.1,2=360daN/m2 - Tải trọng tác dụng lên bản là : q =390 + 360=750 (daN/m). - Chiều dài tính toán: ltt = l1=2100 (mm)=2,1m - Mô men lớn nhất: Mmax= *Sơ đồ tính toán và biểu đồ mômen b.Tính cốt thép: Chọn a0= 2cm , h0= h - a = 10 -2 = 8 cm ADCT: m = = = 0,056< = 0,437 Từ m = 0,06 Tra bảng PL9 = 0,061 A = = = 2,5 (cm Kiểm tra hàm lượng cốt thép: .100% = .100% = 0,31% Ta thấy ≤ ≤ hàm lượng cốt thép đảm bảo và hợp lý : Chọn có A=2,5cm2 Cốt thép âm và cốt thép dọc tại gối đặt theo cấu tạo f6 a200, chiều dài cốt thép âm kéo dài ra khỏi gối; 4. Tính dầm chiếu nghỉ,chiếu tới (dt): a.Chiều cao của dầm: hd = .ld Với : m = 12 á20 hệ số phụ thuộc vào tải trọng lấy m = 12 ld = 3,6m chiều dài tính toán của dầm chiếu nghỉ. ị hd = .3,6 = 0,3(m )= 30(cm) Chọn dầm chiếu nghỉ có tiết diện mặt cắt ngang bxh = 220x300 (mm). b. Xác định tải trọng: - Tải trọng do trọng lượng bản thân dầm : G1= 0,2.0,3.2500.1,1 = 165 (daN/m) - Tải trọng do lớp trát gây ra : G2 = 0,015.2.(0,2+0,3).1800.1,3=40 (daN/m) - Tải trọng do bản chiếu nghỉ: qcn= + Tổng tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm chiếu nghỉ. qb = G1 + G2+ gcn = 165 + 40+995 = 1200 (daN/m) - Tải trọng tập trung do cốn thang truyền vào. P = Qc.cosa = 1196.0,89= 1064 (daN) c. Xác định nội lực. Dầm chiếu nghỉ làm việc như một dầm đơn giản hai đầu khớp nhịp ltt = 3,6 m * Sơ đồ tính toán: Giá trị mômen lớn nhất trong dầm là: - Giá trị lực cắt lớn nhất trong dầm là: c.Tính cốt thép: +Tính thép dọc: Chọn a=2cm ị h0=30-2=28cm Từ tra bảng phụ lục 9 ta có = 0,22 Ta có Rs.As = .Rb.h0 Kiểm tra hàm lượng cốt thép = 0,1% ≤≤ Vậy hàm lượng cốt thép đảm bảo và hợp lý ị Chọn 2f18 có As = 5,09cm2 Cốt thép chịu mo men âm đặt theo cấu tạo 2ặ16 e.Tính toán cốt đai. *kiểm tra điều kiện tính toán: Vậy bê tông không đủ khả năng chịu cắt nên phải tính cốt đai, * Tính cốt đai: +Do h<45cm nên chọn cốt đai f6 có asw=28,3cm2 , n=2 Theo cấu tạo: Chọn S =150mm +Kiểm tra điều kiện hạn chế: Qmax = 3224daN. Tại đó theo cốt thép đã bố trí có a = 20 + = 28mm ho = h - a = 30 - 2,8 = 27,2cm Qmax ≤ Q = 0,3..Rb. b .ho Trong đó = 1 + 5.. chọn = 1 = 1 - Rbtt = 1 - 0,01.11,5 = 0,885 Q = 0,3..Rb. b .ho = 0,3.1.0,885.115.22.27,2 = 16610daN Vậy: Qmax = 3224daN <Q = 16610daN dầm khôngbị phá hoại do ứng suất nén chính Khả năng chịu cắt của cốt đai: Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông: Qmax ≤ Qsw vậy không cần tính cốt xiên Bước cốt đai lớn nhất cho phép: S bt = min(Smax,Sct) = min(534,150) =150mm bố trí đoạn đầu dầm L/4 + Cốt đai đoạn dầm giữa nhịp: Chọn Sbt= 200mm bố trí đoạn L/2 giữa dầm chương III Tính toán dầm dọc trục D (Từ trục 1 - 9) 1. Sơ bộ chọn kích thước các cấu kiện trong khung: - Dầm liên kết các khung lại với nhau tạo thành hệ khung không gian . - Dầm có nhịp là L = 3,6 (m). - Chiều cao cần thiết của dầm là: Chọn hd = 220 (mm) - Chiều rộng của dầm là: bd = 220 (mm) - Dầm có nhịp là L = 5,7 (m). - Chiều cao cần thiết của dầm là: Chọn hd = 300 (mm) - Chiều rộng của dầm là: bd = 220 (mm) kích thước tiết diện dầm chọn là : (bx h) = ( 220 x 300 ) (mm) 2. Sơ đồ tính toán va sơ đồ truyền tải: *Vậy với ô sàn số 2 tải trọng truyền qua dầm trục D dạng hình thang: 0,25 ; k =1-2b2+b3 = 1-2.0.252+0.253 = 0,86 ; qtd = k.qmax *Tương tự ô sàn 4 ta có: = ,k=0,92. *Với ô sàn 1 tải trọng truyền qua dầm truc D dạng hình tam giác: *Với ô sàn 3 truyền qua dầm trục D hình chữ nhật: Bảng trọng lượng các cấu kiện Bảng tải trọng trên dầm trục D (Tĩnh tải) Bảng tải trọng trên dầm trục D (hoạt tải) : Ta có sơ đồ chất tải dầm trục D như sau: chương Iii Tính toán khung K2 * Số liệu tính toán: - Bê tông cấp độ bền B20 : 1Mpa =103KN/m2=10 daN/cm2 Rbt = 0,9 Mpa = 9 daN/cm2 Rb = 11,5 Mpa =115 daN/cm2 Rbt = 0,9 Mpa = 9 daN/cm2 Cường độ tính toán của bê tông: - Chọn cốt thép: + nhóm CI : với Rs = Rsc= 225 MPa =2250daN/cm2 Rsw = 175Mpa = 1750 daN/cm2 Từ số hiệu của bê tông và cốt thép tra bảng ta có : + nhóm CII : với Rs = Rsc= 280 MPa =2800 daN/cm2 Rsw = 225Mpa =2250daN/cm2 Từ số hiệu của bê tông và cốt thép tra bảng ta có : 3.1 Sơ bộ chọn kích thước các cấu kiện trong khung a. Dầm: Chọn: Với đoạn CD có L= 1800 chọn: D1: 22x300 cm Với đoạn DE có L= 6000 chọn : D2: 50 x 22 cm Với đoạn EF có L= 2100 chọn : D3: 22 x 300 cm Dầm phụ : 22x22cm b. Chọn kích thước cột: Diện tích mặt cắt ngang của cột được chọn sơ bộ theo công thức sau: Fcột=(1,2 á1,5)N/Rb +Trong đó : Rb-Cường độ chịu nén của bê tông : Rb = 115daN/cm2 N-Lực nén lớn nhất tác dụng lên cột,sơ bộ với nhà có hs=10 cm, lấy hoạt tải và tĩnh tải là q = 1000 daN/m2 ị N = n.N1 - n = 5 là số tầng nhà - N1 là tải trọng lớn nhất tác dụng lên cột ở 1 tầng - Với cột giữa : N1= F.q = 6.3,6.1000 = 21600 daN ị N = 5.21600 = 108000 daN Fcột = 1,2.108000/115 = 1127 (cm2) - Với cột biên : N1= F.q = 3,6.2,1.1000 = 7560 daN ị N = 5.7560 = 37800 daN Fcột = 1,4.37800/115 = 504 (cm2) +Chọn sơ bộ tiết diện các cột: Cột trục A,D có tiết diện 220x350 (mm) Các cột trục B,C có tiết diện 220x500(mm) * Kiểm tra điều kiện ổn định của cột. lb = l0/b Ê l0b Tróng đó: l0 - chiều dài tính toán của cột , với cột hai đầu khớp ta có l0 =0,75.lc. b = 0,22m - cạnh nhỏ của tiết diện cột. l0b = 30 - độ mảnh giới hạn đối với cột nhà. Thiên về an toàn ta lấy cột có chiều dài lớn nhất l=3,9mịl0= 0,75.3,9 = 2,295m lb = 2,295/0,3 = 9,75 Ê l0b =30 Như vậy tiết diện cột ta chọn thoả mãn điều kiện ổn định. Trước khi tiến hành tính toán tải trọng tác dụng vào khung ta thường phải phân tích sơ đồ kết cấu để chọn ra sơ đồ tính toán. Khi chọn sơ đồ tính thường có khuynh hướng tìm cách đơn giản hoá có thể được để làm giảm nhẹ việc tính toán nhưng vẫn không gây ảnh hưởng đáng kể đến kết quả tính toán. Sơ đồ dùng để tính toán phải phù hợp với sự làm việc thực tế của khung, phản ánh tương đối đúng các liên kết tại các mắt khung. Việc đơn giản hoá thường hướng vào việc phân chia khung thành một số phần riêng lẻ để tính toán. Những đơn giản hoá khi tính toán khung: - Coi khung làm việc như một khung phẳng với diện truyền tải chính bằng bước khung. - Với những khung phẳng bình thường có thể bỏ qua ảnh hưởng của biến dạng trượt tới độ cứng chống uốn của cấu kiện. Quan niệm tính toán: - Để xác định tải trọng do dầm phụ truyền vào dầm chính ta coi dầm phụ như dầm đơn giản - Cột coi như ngàm vào móng, giả sử mặt móng nằm cách cách mặt cốt san nền là 0,0,75 m. Vậy chiều cao tầng một sẽ là 3,9+0,75 = 4,65 m - Liên kết cột-dầm là liên kết nút cứng 3.2. Tính toán tải trọng 1. Các loại tải trọng tác dụng lên khung -Tải trọng tiêu chuẩn do người và vật dụng trong quá trình sử dụng công trình lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-95 và TCVN 356-2005 . Tải trọng tính toán: ptt = n.ptc Trong đó: qtc: Tải trọng tiêu chuẩn. n : Hệ số vượt tải. + n = 1,3 khi tải trọng tiêu chuẩn < 200 kg/m2. + n = 1,2 khi tải trọng tiêu chuẩn ³ 200 kg/m2. Tải trọng truyền vào khung gồm tĩnh tải và hoạt tải dưới dạng tải tập trung và tải phân bố đều, + Tĩnh tải: trọng lượng bản thân cột, dầm sàn, tường,cửa, các lớp trát.. + Hoạt tải: Tải trọng sử dụng trên nhà Tải trọng do sàn truyền vào dầm của khung được tính toán theo diện chịu tải, được căn cứ vào đường nứt của sàn khi làm việc. Như vậy tải trọng truyền từ bản vào dầm theo hai phương: Theo phương cạnh ngắn l1: hình tam giác Theo phương cạnh dài l2: hình thang hoặc tam giác Để đơn giản cho tính toán ta quy tải tam giác và hình thang về dạng phân bố đều, + Tải dạng tam giác có lực phân bố lớn nhất tại giữa nhịp là qmax, tải phân bố đều tương đương là: qcn=5xqmax/8 + Tải hình thang có lực phân bố đều ở giữa nhịp là qht, tải phân bố đều tương đương là: Qcn=(1-2b2+b3)qht Với b=l1/(2.l2) trong đó: l1: phương cạnh ngắn l2: phương cạnh dài Dầm dọc nhà,dầm bo tác dụng vào cột, dầm trong diện chịu tải của cột ,dầm dưới dạng lực tập trung. * Để thuận lợi cho việc dồn tải ta tính các hệ số b,k và lập thành bảng sau: Tầng điển hình Ô sàn l1(m) l2(m) β=l1/2l2 k=1-2β2+β3 1 3,6 6 0,3 0,847 2 1,8 3,6 0,25 0,835 8 1,86 2,1 0,44 0,705 7 1,74 2,1 0,41 0,73 Mái 1 3,6 6 0,3 0,847 2 1,8 3,6 0,25 0,835 2’ 2,1 3,6 0,29 0,856 2. Xác định trọng lượng kết cấu: Cấu kiện Phân tích Hệ số Vượt tải Khối lượng Đơn vị Tường 110 Phần xây: 0,11 x 1800 1,1 218 Phần trát: 0,015 x 2 x 1800 1,3 70 Cộng: 288 daN/m Tường 220 Phần xây: 0,22 x 1800 1,1 436 Phần trát: 0,015 x 2 x 1800 1,3 70 Cộng: 506 daN/m Dầm 22x50 Phần BT: 0,22 x 0,50 x 2500 1,1 302,5 Phần trát: 0,015 x 0,50 x2x1800 1,3 35,1 Cộng: 337,6 daN/m2 Dầm Conson 22x22 Phần BT: 0,22 x 0,22 x 2500 1,1 133,1 Phần trát: 0,015 x 0,22 x2x1800 1,3 15,4 Cộng: 148,5 daN/m2 Dầm Khung 22x30 Phần BT: 0,22 x 0,3 x 2500 1,1 181,5 Phần trát : 0,015 x 0,3 x2x1800 1,3 21 Cộng: 202,5 daN/m2 Dầm bo 11x25 Phần BT: 0,11 x 0,25 x 2500 1,1 75,65 Phần trát : 0,015 x 0,25 x2x1800 1,3 17,55 Cộng: 93,2 daN/m2 Cột 22 x 50 Phần BT: 0,22 x 0,50 x 2500 1,1 302,5 Phần trát: 0,01x(0,22 + 0,50)x2x1800 1,3 33,7 Cộng: 336,2 daN/m2 Cột 22 x 35 Phần BT: 0,22 x 0,35 x 2500 1,1 212 Phần trát : 0,01(0,22 + 0,35)x2x1800 1,3 26 Cộng: 238 daN/m2 3. Tải trọng sàn,mái: *Tĩnh tải Loại cấu Kiện Thành phần cấu tạo d( m ) g daN/m3 gTC daN/m2 n gTt daN/m2 Tổng daN/m2 Sàn Lớp gạch lát nền 0,01 2000 20 1,1 22 402  Lớp vữa lót 0,025 1800 45 1,3 58,5 Sàn bê tông cốt thép 0,1 2500 250 1,1 275 lớp vữa trát trần 0,02 1800 36 1,3 46,8  Mái Mái tôn +xà gồ 20 20 1,1 22 680  Tường thu hồi 110 288 Lớp vữa láng chống thấm 0,02 1800 36 1,3 46,8 bản sàn BTCT 0,1 2500 250 1,1 275 lớp vữa trát trần 0,02 1800 36 1,3 46,8 *Hoạt tải Lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 như sau: Loại phòng qTC ( daN/m2 ) n qTt ( daN/m2 ) Phòng ở 200 1,2 240 Hành lang 300 1,2 360 Khu WC 200 1,2 240 Ban công 200 1,2 240 Mái 75 1,3 97,5 4. Phân tải trọng đứng tác dụng vào khung k2. Tải trọng tác dụng lên 1 sàn ( ta chỉ tính với các sàn kề khung đang tính). Gọi gi: là tải phân bố đều tác dụng lên dầm tầng thứ i. Gọi Gi: là tải tập trung tác dụng lên cột trục ở tầng thứ i. Gọi Pi : là hoạt tải tác dụng lên khung a.Phân tải tầng điển hình: *Tải phân bố 1 Tĩnh tải phân bố lên gs(daN/m2 ) qs(daN/m) g1 Nhịp C-D 655 Do sàn ( 2Ô2 ) 402,3 452,5 qs=5/8.gs.(l1/2) Do dầm ( 22 x 300) 202,5 g2 Nhịp D-F 3132 Do sàn ( 2 Ô1 ) 402,3 1226 qs=k.gs.(l1/2) Do dầm ( 22 x 50 ) 337,6 Do tường ( 220 ): qt=506.(3,6-0,50) 1568,6 g3 Nhịp F-G 2395,5 Do sàn ( 2 Ô8 ) 402,3 524 qs=k.gs.(l1/2) Do dầm ( 22 x 300 ) 202,5 Do tường ( 220 ) qt=506.(3,6-0,3) 1669 2 Hoạt tải phân bố lên Ps(daN/m2 ) q(daN/m) q1 Nhịp C-D 405 2 Ô2 360 405 qs=5/8.p.(l1/2) q2 Nhịp D-F 731 2 Ô1 240 qs=k.p.(l1/2) 731 q3 Nhịp F-G 312 2 Ô8 : hinh thang qs=k.p.(l1/2) 240 312 *Tải tập trung 3 Tĩnh tải tập trung lên gs(daN/m2 ) p(daN) G1 Nút C 2712 Do sàn ( 2 Ô2; H.thang ) 402,3 1209 ps=k.gs.(l1/2).l2 Do dầm ( 22 x 30 ) pd=qd.l2=202,5.3,6 729 Do cột ( 22 x 35 ) pd=qc.h=238.3,25 773,5 G2 Nút D 8454 Do sàn ( 2 Ô2; H.thang) 402,3 2176 ps=k.gs.(l1/2).l2 Do sàn ( 2 Ô1; tam giác) 402,3 1629 ps=5/8.gs.(l1/2).l1 Do dầm ( 22 x 30 ) pd=qd.l=238.3,6 856,8 Do cột ( 22 x 50 ) pttd=qttc.h=336,2.3,1 1042 Do tường ( 220 ) pt=qt.(l-0,3).h.0,7=506.(3,6-0,3).3,6.0,7 4210 G3 Nút F 9146 Do sàn ( 2 Ô1; tam giác) 402,3 1629 ps=5/8.gs.(l1/2).l1 Do sàn (2 Ô7;T.giac) 402,3 437 ps=5/8.gs.(l1/2).l1 Do sàn ( 2 Ô8; T.giác) 402,3 467 ps=5/8.gs.(l1/2).l1 Do sàn(2Ô7 H.thang) 402,3 511 ps=k.gs.(l1/2).l2 Do sàn(2Ô8 H.thang) 402,3 523 ps=k.gs.(l1/2).l2 Do cột ( 22 x 50 ) 1042 pd=qc.h=336,2.3,1 Do dầm ( 11 x 25 ) pd=qd.l=93,2.2,1 195 Do dầm ( 22 x 30 ) pd=qd.l=238.3,6 856,8 Do tường ( 220 ) 4210 pt=qt.(l-0,3).h.0,7=506.(3,6-0,3).3,6.0,7 G4 Nút G 3515 Do dầm ( 22 x 30 ) pd=qd.l=238.3,6 856,8 Do sàn (2 Ô7;T.giac) 402,3 437 ps=5/8.gs.(l1/2).l1 Do sàn ( 2 Ô8; T.giác) 402,3 467 ps=5/8.gs.(l1/2).l1 Do sàn(2Ô7 H.thang) 511 ps=k.gs.(l1/2).l2 Do sàn(2Ô8 H.thang) 523 ps=k.gs.(l1/2).l2 Do dầm ( 11 x 25 ) 195 pd=qd.l=93,2.2,1 Do cột ( 22 x 350 ) 773,5 4 Hoạt tải tập trung lên gs(daN/m2 ) p(daN) P1 Nút C 974 2 Ô2; H.thang 360 P=k.p.(l1/2).l2 P2 Nút D 1514 2 Ô2; H.thang 360 974 P=k.p.(l1/2).l2 2 Ô1; tam giác 240 540 P=5/8.p.(l1/2).l1 P3 Nút F 3061,5 2 Ô1; tam giác 240 540 P=5/8.P.(l1/2).l1 Do 2 Ô7 tam giác 240 445 P=5/8.P.(l1/2).l1 Do 2 Ô8 tam giác 240 446 P=5/8.P.(l1/2).l1 Do 2 Ô7 hình thang 240 152 P=k.p.(l1/2).l2 Do 2 Ô8 hình thang 240 156 P=k.p.(l1/2).l2 P4 Nút G 2408 Do 2 Ô8 tam giác 240 585 P=5/8.P.(l1/2).l1 Do 2 Ô7 hình thang 240 640 P=k.p.(l1/2).l2 Do 2 Ô8 hình thang 240 635 P=k.p.(l1/2).l2 Do 2 Ô7 tam giác 240 548 P=5/8.P.(l1/2).l1 b.Phân tải mái: * Tải phân bố 1 Tĩnh tải phân bố lên gs(daN/m2 ) q(daN/m) g4 Nhịp công sơn 202,5 Do dầm ( 22 x 30 ) g5 Nhịp C-D 1172 Do sàn ( 2 Ô2 ) 680 765 qs=5/8.gs.(l1/2) Do dầm ( 22 x 30) 202,5 Tường thu hồi 110: qt1=0,5.288 144 Mái tôn +xà gồ:qmt=16,5.3,6 59,4 g6 Nhịp D-F 2758 Do sàn ( 2 Ô1 ) 680 2073 qs=k.gs.(l1/2) Do dầm ( 22 x 50 ) 337,6 Tường thu hồi 110: qt1=1.288 288 Mái tôn +xà gồ:qmt=16,5.3,6 59,4 g7 Nhịp F-G 1327 Do sàn ( 2 Ô2’ ) 680 892,5 qs=5/8.gs.(l1/2) Tường thu hồi 110: qt1=0,6.288 172,6 Mái tôn +xà gồ:qmt=16,5.3,6 59,4 Do dầm ( 22 x 30 ) 202,5 g8 Nhịp công sơn 202,5 Do dầm ( 22 x 30 ) 2 Hoạt tải phân bố lên gs(daN/m2 ) q(daN/m) q4 Nhịp C-D 110 2 Ô2 97,5 qs=5/8.gs.(l1/2) q5 Nhịp D-F 297.5 2 Ô1 97,5 qs=k.gs.(l1/2) q6 Nhịp F-G 128 2 Ô2’ 97,5 qs=5/8.gs.(l1/2) *Tải tập trung 3 Tĩnh tải tập trung lên gs(daN/m2 ) p(daN) G5 Nút công sơn 1804,5 Do sàn 2 Ô12 680 1469 ptts=gtts.(l1/2).l2 Do dầm ( 11 x 25 ) 335,5 pttd=qttd.l2=93,2.3,6 G6 Nút C 4038 Do sàn 2 Ô12 680 1469 ptts=gtts.(l1/2).l2 Do sàn ( 2 Ô2; H.thang ) 680 1840 ptts=k.gtts.(l1/2).l2 Do dầm ( 22 x 30 ) 729 pttd=qttd.l2=202,5.3,6 G7 Nút D 5323 Do sàn ( 2 Ô2; H.thang) 680 1840 ptts=k.gtts.(l1/2).l2 Do sàn ( 2 Ô1; tam giác) 680 2754 ptts=5/8.gtts.(l1/2).l1 Do dầm ( 22 x 30 ) 729 pttd=qttd.l2=202,5.3,6 G8 Nút F 5693,5 Do sàn ( Ô1; tam giác) 680 2754 ptts=k.gtts.(l1/2).l2 Do sàn ( Ô2’; H.thang) 680 2210,5 ptts=k.gtts.(l1/2).l2 Do dầm ( 22 x 30 ): pttd=qttd.l2=202,5.3,6 729 G9 Nút G 4408,5 Do sàn ( Ô2’; H.thang) 680 2210,5 ptts=k.gtts.(l1/2).l2 Do dầm ( 22 x 30 ): pttd=qttd.l2=202,5.3,6 729 Do sàn ( Ô12;chữ nhật): ptts=gtts.(l1/2).l2 ptts=gtts.(l1/2).l2 680 1469 4 Hoạt tải tập trung lên P5 Nút công sơn 2 Ô12; chữ nhật: Pht=pht.(l1/2).l2 97,5 210,6 P6 Nút C 2Ô12 chữ nhật 97,5 210,6 Pht=pht.(l1/2).l2 2 Ô2; H.thang 97,5 307 Pht=k.pht.(l1/2).l2 P7 Nút D 2 Ô2; H.thang 97,5 307 Pht=k.pht.(l1/2).l2 2 Ô1 ; tam giác 97,5 395 Pht=5/8pht.(l1/2).l1 P8 Nút F 2 Ô1 ; tam giác 97,5 395 Pht=5/8pht.(l1/2).l1 2 Ô2’; H.thang 97,5 315,5 Pht=k.pht.(l1/2).l2 P9 Nút G 2 Ô2’; H.thang 97,5 315,5 Pht=k.pht.(l1/2).l2 2 Ô12; chữ nhật 97,5 210,6 Pht=pht.(l1/2).l2 c. Tải trọng gió - Lấy theo tiêu chuẩn TCVN 2737-1995 ( Tải trọng và tác động ) - Tải trọng gió gồm 2 thành phần, gió động và gió tĩnh - ở đây là công trình dân dụng có độ cao < 40 (m) nên chỉ cần tính với thành phần gió tĩnh - Tải trọng gió tác dụng lên 1m2 bề mặt thẳng đứng của công trình là: W= n.Wo.K.c Trong đó n = 1,2 là hệ số tin cậy Wo = 125daN/ m2 là giá trị áp lực gió xác định theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2737-1995 (đối với công trình nằm ở địa bàn tỉnh Ninh Bình, thuộc khu vực IIIB). K: là hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao và dạng địa hình(Địa hình B ). C: là hệ số khí động xác định theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2737-1995 Phía đón gió Cđ = +0,8 Phía hút gió Ch = - 0,6 Tải trọng phân bố đều lên cột tính theo công thức: q= W .a = a.n.Wo.C.K Trong đó: a là bước khung. a= 3,6 m - Khi tải trọng gió tác động vào nhà chủ yếu nó sẽ được truyền vào khung dưới dạng lực phân bố theo các tầng. - Để đơn giản và thiên về an toàn ta lấy: + Gió tầng 1, 2 giống nhau theo tầng 2. + Gió tầng 3, 4 giống nhau theo tầng 4. + Gió tầng 5. Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng Tầng H (m) Hệ số k Hệ số C Wo (daN/m2) Hệ số n Bớc cột áp lực gió tính toán Cđ Ch qđ (daN/m2) qh (daN/m2) 1 3,9 0,84 0.8 0.6 125 1.2 3,6 363 272 2 7,5 0,94 0.8 0.6 125 1.2 3,6 406 304 3 11,1 1,02 0.8 0.6 125 1.2 3,6 441 330 4 14,7 1.07 0.8 0.6 125 1.2 3,6 462 347 5 18,3 1,1 0.8 0.6 125 1.2 3,6 475 356 - Phần gió tác dụng vào tường sê nô vượt mái cao 0.9m được đưa về nút dưới dạng lực tập trung đặt tại đỉnh cột: Sđ=qđ.ht=475.0,6=285 daN Sh=qh.ht=356.0,6=214 daN 3.Tính toán và tổ hợp nội lực a. Xét các trường hợp tải trọng sau: - Tĩnh tải: b.Xét 12 tổ hợp: - Tổ hợp cơ bản 1: Tĩnh tải - Tổ hợp cơ bản 2: Tĩnh tải + hoạt tải 1 - Tổ hợp cơ bản 3: Tĩnh tải + hoạt tải 2 - Tổ hợp cơ bản 4: Tĩnh tải + hoạt tả 1 +hoạt tải 2. - Tổ hợp cơ bản 5: Tĩnh tải + 0,9( hoạt tải 1 + gió trái). - Tổ hợp cơ bản 6: Tĩnh tải + 0,9( hoạt tải 1 + gió phải). - Tổ hợp cơ bản 7: Tĩnh tải + 0,9( hoạt tải 2 + gió trái). - Tổ hợp cơ bản 8: Tĩnh tải + 0,9( hoạt tải 2 + gió phải). - Tổ hợp cơ bản 9: Tĩnh tải + 0,9( hoạt tải 1 +hoạt tải2 + gió trái). - Tổ hợp cơ bản 9: Tĩnh tải + 0,9( hoạt tải 1 +hoạt tải2 + gió phải). - Tổ hợp cơ bản 10: Tĩnh tải + GT.0,9 - Tổ hợp cơ bản 11: Tĩnh tải + GP.0,9 Việc tính toán, tổ hợp nội lực và cốt thép được thực trên máy tính với phần mềm tính (kết quả xem trong phụ lục 1, phụ lục 2). 4. tính toán cốt đai và cốt xiên, cấu tạo cốt thép a. Tính toán cốt đai *. Số liệu tính toán: Theo tài liệu “ Khung Bê Tông Cốt Thép ể ta có: + Bê tông B20 có Rb = 115 daN/cm2 ; Rbt = 9 daN/cm2; + Cốt thép: nhóm CI có Rs = 2250 daN/cm2 ; Rsw = 1750 daN/cm2. nhóm CII có Rs = 2800 daN/cm2 ; Rsw = 2250 daN/cm2. *. Tính cốt đai dầm: Để giảm nhẹ khối lượng tính toán và tiện lợi trong thi công, ta tính toán và bố trí cốt đai như nhau cho những thanh có tiết diện như nhau, sử dụng lực cắt lớn nhất. b.1.Với dầm tiết diện 22x50 cm: Từ bảng tổ hợp lực cắt của máy tính ta thấy thanh số 6 có lực cắt lớn nhất, Qmax = 15328 daN. *kiểm tra điều kiện tính toán: Vậy bê tông không đủ khả năng chịu cắt nên phải tính cốt đai. * Tính cốt đai: +Do h >45cm nên chọn cốt đai f6 có asw=28,3mm2 , n=2. Theo cấu tạo: Chọn S =200mm +Kiểm tra điều kiện hạn chế: Qmax = 15328daN. Tại đó theo cốt thép đã bố trí có a = 20 + = 31mm ho = h - a = 50-3,1 = 46,9cm Qmax ≤ Q = 0,3..Rb. b .ho Trong đó = 1 + 5.. chọn = 1 = 1 - Rbtt = 1 - 0,01.11,5 = 0,885 Q = 0,3..Rb. b .ho = 0,3.1.0,885.115.22.46,9 = 32553,5 daN Vậy: Qmax = 15328daN <Q = 32553,5daN dầm khôngbị phá hoại do ứng suất nén chính Khả năng chịu cắt của cốt đai: Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông: Qmax ≤ Qsw vậy không cần tính cốt xiên Bước cốt đai tính toán: Bước cốt đai lớn nhất cho phép: S bt = min(Smax, Stt, Sct) = min(426,152,150) =100mm bố trí đoạn đầu dầm L/4 + Cốt đai đoạn dầm giữa nhịp: Chọn Sbt= 200mm bố trí đoạn L/2 giữa dầm Chọn Sbt= 100mm bố trí đoạn L/4 đầu dầm b.2.Với dầm tiết diện 22x30 cm: Từ bảng tổ hợp lực cắt của máy tính ta thấy có lực cắt lớn nhất nên chọn, Qmax = 6887daN. *kiểm tra điều kiện tính toán: Vậy bê tông không đủ khả năng chịu cắt nên phải tính cốt đai, * Tính cốt đai: +Do h <45cm nên chọn cốt đai f6 có asw=28,3mm2 , n=2 Theo cấu tạo: Chọn S =150mm +Kiểm tra điều kiện hạn chế: Qmax = 6887daN. Tại đó theo cốt thép đã bố trí có a = 20 + = 3mm ho = h - a = 30 - 3 = 27cm Qmax ≤ Q = 0,3..Rb. b .ho Trong đó = 1 + 5.. chọn = 1 = 1 - Rbtt = 1 - 0,01.11,5 = 0,885 Q = 0,3..Rb. b .ho = 0,3.1.0,885.115.22.27 = 18136 daN Vậy: Qmax = 6887daN <Q = 18136daN dầm khôngbị phá hoại do ứng suất nén chính Khả năng chịu cắt của cốt đai: Khả năng chịu cắt của cốt đai và bê tông: Qmax ≤ Qsw vậy không cần tính cốt xiên Bước cốt đai tính toán: Bước cốt đai lớn nhất cho phép: S bt = min(Smax, Stt, Sct) = min(320,240,150) =150mm bố trí đoạn đầu dầm L/4 + Cốt đai đoạn dầm giữa nhịp: Chọn Sbt= 150mm bố trí đoạn L/2 giữa dầm. Chọn Sbt= 100mm bố trí đoạn L/4 đầu dầm. *.Tính cốt đai cột: - Đường kính cốt đai: -Khoảng cách cốt đai: + Trong đoạn nối chồng cốt thép dọc: chọn S =100mm. + Trong đoạn nối chồng cốt thép dọc: chọn S =200mm. 5. Kiểm tra độ chính xác kết quả của máy tính: Việc ứng dụng công nghệ tin học vào lĩnh vực xây dựng là hết sức cần thiết, bởi vì nó rút ngắn được rất nhiều thời gian và có độ chính xác tương đối lớn, đặc biệt là đối với việc tính toán kết cấu của công trình. Tuy nhiên để đảm bảo chính xác và tránh những sai sót không được phép xảy ra trong việc tính toán kết cấu của công trình ta cần kiểm tra lại kết quả của máy tính đối với một thanh điển hình trong khung bằng cách tính tay. Đối với dầm chọn thanh : 6 Đối với cột chọn thanh: 3 a. Tổ hợp nội lực: Mục đính là để tìm ra được các cặp nội lực nguy hiểm (lớn nhất) Với dầm ta xác định: , , Đối với cột ta xác định: và NTƯ và NTƯ và MTƯ Riêng đối với chân cột, ngoài NTƯ ta còn phải tính thêm QTƯ để phục vụ cho việc tính móng. b.Tính toán thép dọc chịu lực: +Tính toán thép dầm theo các công thức sau: Từ tra bảng phụ lục 9 ta có Ta có Rs.As = .Rb.h0 +Kiểm tra hàm lượng: m = mmax =0,1% < m < Giá trị M lấy trong bảng tổ hợp nội lực *Thép cột: Để đơn giản trong tính toán ta chọn giải pháp đặt cốt thép đối xứng cho cột (As = As’). +)Thanh số 3 - Số liệu tính toán: + Chiều dài cột H = 3,9+ 0,75 = 4,65m Chiều dài tính toán: l0=0,7.H= 0,7.4,65=3,25m + Kích thước tiết diện b x h = 22 x 50 cm; + Bê tông B20 có Rb = 115 daN/cm2 ; Eb = 2,3.104 daN/cm2; + Thép CII có Rs= 2800 daN/cm2 ; Es = 2,1.105 daN/cm2; Giả thiết a = a’ = 3 cm ị h0 = 50-3=47 cm. Z0=h0-a =47-3 = 44 cm Kiểm tra độ mảnh : lb = lo / b = 325/22 = 14,7 < 31 lh = lo / h = 325/50 = 6,5 < 8 Vậy cột không bị mất ổn định và bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc lấy Độ lệch tâm ngẫu nhiên: ea = max()=max()=1,66 cm; + Nội lực trong thanh: từ bảng tổ hợp nội lực đối với thanh 3 tha tìm ra được cặp nội lực nguy hiểm nhất K.H Cặpnội lực K.H ở bảng tổ hợp M (kN.m) N (kN) e1=M/N (cm) ea (cm) e0=max(e1,ea) (cm) 1 1,2,4 148,03 1111,2 13,3 1,66 13,3 2 1,3,5 124,52 1101,43 11,3 1,66 11,3 3 1,5 101,6 989,83 10,2 1,66 10,2 -TH1: M =148,03 KN.m =1480300 daN.cm ; N = 111120 daN e = he0 + 0,5h - a = 1x13,3 + 0,5x50 - 3 = 35,3cm Xác định chiều cao vùng chịu nén trường hợp nén lệch tâm bé Tính x: theo phương pháp gần đúng Xác định giá trị hàm lượng cốt thép tối thiểu theo độ mảnh: Hàm lượng cốt thép: + Kết quả tính toán bằng gần bằng máy tính: As = As’ = 11,71cm2 Sai số -TH2 và TH3 tính tương tự TH1 *Thép dầm:Thanh số 6: bxh =22x50cm Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn ra nội lực nguy hiểm nhất cho dầm + Gối D : MD= -181,79 kN.m= -181,79.104 daN.cm + Gối F : MF= -202,31 kN.m = -202,31.104 daN.cm +Nhịp DF : MDF= 92,56 kN.m = 92,56.104 daN.cm Do 2 gối có mô men gần bằng nhau nên ta lấy giá trị lớn hơn để tính cho cả hai -Cốt thép cho gối D,F: tính theo tiết diện chữ nhật bxh=22x50cm Giả thiết a = 4cm; h0= 50 – 4 =46 cm Tại gối B,C có M = 202,31 kN.m αm =0,377 tra bảng ta có Kiểm tra hàm lượng cốt thép: -Cốt thép cho nhịp DF: Tính theo tiết diện chữ T có cánh nằm trong vùng nén hf = 10cm giả thiết a =3cm; h0= 50-3= 47cm Độ vươn của cánh: lấy Sc=1,1m; b,f =b+2.Sc=0,22+ 2.1,1= 2,42m= 242cm. Ta có Mf = Rb. b,f. h,f (h0-0,5 h,f) = 115.228.10.(47-0,5.10)= 1106.104 daN.cm Mf= 1106.104 daN.cm >Mmax=92,56.104 daN.cm Vậy trục trung hòa đi qua cánh αm =0,013 tra bảng ta có Kiểm tra hàm lượng cốt thép: c. Nhận xét độ chính xác kết quả do máy tính chạy Đối chiếu kết quả của máy tính và kết quả tính toán bằng tay theo phương pháp thông thường, ta thấy mức độ chênh lệch là không lớn. Như vậy kết quả của máy tính là đáng tin cậy. 5. Chọn và bố trí thép dọc chịu lực: Căn cứ vào kết quả của máy tính, yêu cầu cấu tạo cốt thép, đặc biệt đối với cốt thép nhà cao tầng, đồng thời để thuận tiện cho thi công ta chọn thép cho các thanh trong khung Do yêu cầu cấu tạo và kể đến sự làm việc của cột theo phương vuông góc với phương tính toán chịu lực của khung nên cốt thép bố trí thực tế lớn hơn cốt thép tính toán. Bảng. Cốt thép dầm: Thanh As tính (cm2) Vị trí Chọn thép As chọn (cm2) 5 7,37 T 2f22+1f18 7,6 5,15 D 3f18 7,63 9,78 T 2f22+1f18 10,14 6 18,27 T 3f22+2f20 17,68 6,15 D 2f20 6,28 18,85 T 3f22+2f20 17,68 7 10,54 T 2f22+1f18 10,14 1,25 D 3f16 6,03 7,81 T 2f22+1f18 10,14 12 6,89 T 2f22 7,6 3,05 D 2f22 7,6 5,17 T 2f22 7,6 13 16,52 T 3f22+2f20 17,68 5,72 D 2f20 6,28 16,98 T 3f22+2f20 17,68 14 6,19 T 2f22 7,6 5,39 D 2f18 5,09 7,53 T 2f22 7,6 19 5,47 T 2f20 6,28 4,86 D 2f18 5,09 2,33 T 2f20 6,28 20 14,41 T 5f20 15,71 5,8 D 3f16 6,03 14,85 T 5f20 15,71 21 3,94 T 2f20 6,28 1,02 D 2f16 4,02 6,2 T 2f20 6,28 26 3,85 T 2f18 5,09 0,46 D 2f16 4,02 4,86 T 2f18 5,09 27 12,51 T 5f18 12,72 5,83 D 2f20 6,28 12,95 T 5f18 12,72 28 2,42 T 2f8 5,09 1,01 D 2f14 3,08 4,58 T 2f18 5,09 34 2,58 T 2f14 3,08 0,86 D 2f12 2,26 0,65 T 2f14 3,08 35 7,33 T 3f18 7,63 4,73 D 2f18 5,09 7,37 T 3f18 7,63 36 0,43 T 2f14 3,08 0,55 D 2f12 2,26 2,15 T 2f14 3,08 b. Cốt thép cột: Thanh As (cm2) Chọn thép 1 3,57 2f16 có As = 4,02 cm2 2 9,32 3f20 có As = 9,42 cm2 3 11,71 3f22có As = 11,4 cm2 4 5,45 2f20 có As =6,28cm2 8 1,86 2f16 có As =4,02 cm2 9 6,29 3f18 có As =7,63 cm2 10 7,61 3f18 có As =7,63 cm2 11 2,72 2f16 có As = 4,02cm2 15 0,7 2f16 có As = 4,02cm2 16 3,37 2f16 có As = 4,02cm2 17 3,62 2f16 có As = 4,02cm2 18 0,98 2f16 có As = 4,02cm2 22 0,96 2f16 có As = 4,02cm2 23 2,43 2f16 có As = 4,02cm2 24 2,02 2f16 có As = 4,02cm2 25 0,9 2f16 có As = 4,02cm2 29 1,01 2f16 có As = 4,02 cm2 30 5,09 2f18 có As = 5,09 cm2 31 5,11 2f18 có As =5,09 cm2 32 1,34 2f16 có As =4,02 cm2 Bộ xây dựng Trường đạI học kiến trúc hà nội Khoa tại chức Phần II Nền móng 15% Nhiệm vụ được giao: 1. thiết kế móng c2 – d2. 2. thiết kế móng f2 – g2. . Giáo viên hướng dẫn: thạc sĩ võ thu hường Sinh viên thực hiện: phùng đìng quý Lớp: ctu2005- xh thiết kế móng công trình I - Đặc điểm công trình - Công trình khách san Hoa Lư – Ninh Bình tại thị xã Ninh Bình - Kết cấu công trình là khung bê tông cốt thép chịu lực, tường bao che bằng gạch chỉ dày 220 . - Sàn, mái đổ bê tông cốt thép tại chỗ, mái gồm các lớp cách nhiệt và chống thấm. - Đắp đất tôn nền cao 0,75m so với mặt đất thiên nhiên, như vậy cốt 0,00 cách mặt đất thiên nhiên 0,75m. - Mặt bằng xây dựng là khu đất tương đối bằng phẳng khô ráo đây là một điều kiện thuận lợi trong quá trình thi công công trình. - Tra bảng 16 TCXD45 - 78, Bảng 3 - 5 (Sách “Hướng dẫn đồ án nền và Móng” của Trường Đại học kiến trúc Hà Nội) có: + Độ lún tuyệt đối lớn nhất : Sgh = 0,08m. + Độ lún lệch tương đối: DSgh = 0,001. II- Đánh giá điều kiện địa chất công trình. 1- Địa tầng. - Lớp đất 1: Đất lấp từ 0 á0, 4 m có chiều dầy 0,4 m. - Lớp đất 2: Sét pha từ 0,4 á 3,5 m có chiều dày 3,5 m. - Lớp đất 3: Cát pha có chiều dày chưa kết thúc ở độ sâu khảo sát la 17 m. Mực nước ngầm ở độ sâu -5,0 m so với cốt thiên nhiên. Theo kết quả khảo sát địa chất công trình, thì khu đất xây dựng tương đối bằng phẳng, khảo sát bằng phương pháp khoan đến độ sâu 17 m. Từ trên xuống dưới gồm các lớp đất có chiều dầy ít thay đổi, và trung bình bằng các chỉ số như trong trụ địa chất công trình. Chỉ tiêu cơ lý và kết quả thí nghiệm hiện t ường của các lớp đất như trong bảng 1. 2. Bảng chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất. - Để thống nhất đơn vị tính toán trong toàn bộ phần thuyết minh,đơn vị được đổi thành đơn vị (KN, mét ) - Từ kết quả các lớp đất đã cho ở đề bà ta được các chỉ tiêu cơ lý như trong bảng sau: Bảng 1: Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất STT Tên lớp đất Chiều dày (m) g gS W WL WP j0II cII E KN/m3 KN/m3 % % % KPa KPa 1 Đất lấp 0,4 16,5 _ _ _ _ _ _ _ 2 Sét pha 3,5 18,2 27,1 27 34 20 12 26 9100 3 Cát pha(độ sâu khảo sát chưa kết thúc) >17 18,4 26,3 25 31 24,5 17 13 9700 3. Đánh giá tính chất xây dựng của các lớp đất a. Lớp 1: Lớp đất lấp Có chiều dầy 0,4m Đây là lớp đất có chiều dày mỏng,hơn nưa chưa đủ thời gian cố kết do đó cần đào móng qua lớp đất này và đặt móng xuống lớp đất ổn định phía dưới b. Lớp 2: Sét pha có chiều dày trung bình là 3,5m - Độ sệt: Ta thấy 0,25 < = 0 5 Ê 0,5. vậy cát ở trạng thái dẻo cứng (tra bảng 1-2 sách hướng dẫn đồ án nền và móng) Với chỉ tiêu sức kháng cắt j = 12° , c =13 (kPa),E = 9100 (kPa) Nhận xét: Sét ở trạng thái dẻo cứng ị Là lớp đất có tính chất xây dựng tương đối tốt cho công trình. c. Lớp 3: Sét - Lớp đất này có chiều dầy độ sâu kiểm tra chưa kết thúc ở độ sâu là 17 m : Ta thấy 0 < = 0,76 < 1. vậy đất sét ở trạng thái dẻo . Với chỉ tiêu sức khang cắt j = 17° , c =13 (kPa),E = 9700 (kPa) Nhận xét: Sét ở trạng thái dẻo ị Là lớp đất có tính chất xây dựng tương đối tốt cho công trình. III- Lựa chọn giải pháp nền móng cho công trình. 1. Loại nền móng: Căn cứ vào đặc điểm công trình, tính chất cơ lý của các lớp đất, nội lực tính toán tại chân cột, mặt bằng công trình và tương quan giữa công trình sẽ xây dựng với các công trình đã xây dựng xung quanh, điều kiện thi công công trình, có tính toán đến hiệu quả kinh tế xây dung công trình. Chọn giải pháp “móng nông trên nền thiên nhiên “. - Các móng được liên kết bởi các giằng móng nhằm chịu tải trọng do lún lệch giữa các móng.Tăng độ cứng không gian và sử dụng để đỡ tường.Trọng lượng giằng sẽ được truyền xuống móng,chọn kích thước giằng 22x35 cm và 22x50 - Vì khoảng cách giữa trục C-D, F-G nhỏ (1,8m và 2,1m) nên móng trục C-D và F-G được lựa chọn là móng hợp khối . IV . Thiết kế móng A. Tính móng hợp khối M1 khung K2 trục 2 (móng trục C-D) 1. Tải trọng của công trình tác dụng lên móng: - Theo kết quả tính toán nội lực khung. Ta có nội lực chân cột tính móng như sau: Bảng 2.1a:Nội lực tại chân cột theo tổ hợp (1235). Trục Mtt0 N tt0 Q tt0 (KN.m) (KN) (KN) C -33,85 -441,93 -18,23 Khi tính toán ta lấy nội lực bất lợi nhất(1234) Bảng 2.1b:Nội lực tại chân cột theo tổ hợp bất lợi nhất (1234). Trục Mtt0 N tt0 Q tt0 (KN.m) (KN) (KN) C 38,09 - 463,48 1,46 D 102,30 -1061,35 34,29 - Nội lực khi tính toán móng còn phải kể thêm tĩnh tải tầng 1 truyền xuống. Tải trọng cột tầng 1: -Trục C cột 220x350: 0,22x0,35x2,5x1,1x4,63 = 0,98 T= 9,8 KN -Trục D cột 220x500: 0,22x0,5x2,5x1,1x4,63 = 1,4 T = 14 KN -Tải trọng của tường xây 220 và cửa tác dụng vào móng trục D,(2) 0,22x(3,9-0,5)x3x1,8x1,1=4,8T=48KN 0,22x(3,9-0,22)x3,6x1,8x1,1=5,7T=57KN Suy ra trọng lượng tường và cửa là:(48+57)x70%=73,5 KN Tải trọng tường xây đưa về lực tập trung: N= 73,5á2=36,75 KN -Tải trọng của giằng móng tác dụng vào móng trục C: 0,22x0,35xx2,5´1,1 = 0,95T=9,5KN -Tải trọng của giằng móng tác dụng vào móng trục D: 0,22x0,6xx2,5´ 1,1 = 1,089T=10,89 KN. 0,22x0,35xx2,5´ 1,1 = 0,95T=9,5KN N ttC = 463,48+9,8+9,5=482,78 KN N ttD = 1061,35+36,75+9,5+10,89=1118,5 KN *Tải trọng tính toán. Tải trọng tính toán tác dụng lên móng gồm tải trọng do cột truyền xuống cộng thêm tải trọng do giằng và tường, tải trọng tính toán được cho trong bảng sau: Bảng 3.1:Tải trọng tính toán tác dụng lên móng. Trục Mtt0 N tt0 Q tt0 (KN.m) (KN) (KN) C 38,09 482,78 21,46 D 102,30 1118,5 34,29 *Xác định điểm đặt hợp lực N0tt S Mtt0 = NDtt.(2,005 - x) - NCtt.x=0 S Mtt0 = 1118,5.(2,005 -x) - 482,78x=0 ị x = 1,4 m Vậy điểm đặt lực O cách trục C là 1,4 m Hình I.1: Xác định diểm đặt hợp lực Bảng 4.1: Nội lực tính toán hợp lực tác dụng xuống móng Trục Mtt0 N tt0 Q tt0 (KNm) (KN) (KN) C 38,09 482,78 21,46 D 102,30 1118,5 34,29 Hợp lực 140,39 1601,28 55,75 - Lấy hệ số vượt tải n=1,15 và đổi đơn vị, vậy ta có tải trọng tiêu chuẩn ở đỉnh móng là: Mtc0==122 KN.m N tc0= = 1392,4 KN Q tc0= = 48,47 KN Bảng 5.1: Nội lực tính toán và tiêu chuẩn hợp lực tác dụng xuống móng. Hợp lực Mtc Ntc Qtc (KN.m) (KN) (KN) Hợp lực tiêu chuẩn 122 1392,4 48,47 Hợp lực tính toán 140,39 1601,28 55,75 2. Xác định sơ bộ kích thước đế móng a. Chọn chiều sâu chôn móng: - Đáy móng đặt lên lớp đất thứ 2 sét dẻo cứng là 1,25 m. - Chiều dày lớp tôn nền dày 0,75 m. - Vậy chiều sâu chôn móng là: h = 0,75 + 0,85 + 0,8 = 2,4 m. - Giả thiết bề rộng móng b = 1,8 m b. Xác định kích thước đế móng: - Diện tích đế móng được xác định theo công thức sau: Trong đó: h = 2,4m = 1392,4 KN ; gtb = 20 KN/m3 R là áp lực tính toán của lớp đất mà móng đặt lên. * Cường độ tính toán của lớp cát sét pha: - Tra bảng 3.1: sách hướng dẫn đồ án Nền và Móng. - m1 = 1,2 do đất nền là đất sét có độ sệt - m2 = 1,0 do nhà có sơ đồ kết cấu mềm. - Ktc = 1,0 do các chỉ tiêu cơ lý được xác định bằng thí nghiệm trực tiếp đối với đất nền. - Đáy móng đặt lên lớp 2 có jII = 120 tra bảng 3.2(sách hưóng dẫn đồ án Nên và Móng) có các hệ số A = 0,23 ; B = 1,94 ; D =4,42. - Lớp đất 2 có : gII = 18,2 KN/m3 cII = 26 kPa = = = 17,78 KN/m3 - Giả thiết bề rộng của móng b = 1,8 m, thay vào công thức trên tính R: - Diện tích sơ bộ của đế móng: Chọn bề rộng móng b = 1,8 m, chiều dài móng l = 4 m Kích thước đế móng sơ bộ chọn: bxl = 1,8 x 4 m (Fm = 7,2 m2) Mặt cắt đặt đáy móng HìnhII.1:Kích thước móng 3. Kiểm tra điều kiện biến dạng: *Kiểm tra điều kiện áp lực: - áp lực tiêu chuẩn ở đế móng: = () + gtb.h Trong đó: e = = .(1 + ) + 20.2,4 = 264,59 kPa = .(1 - ) + 20.2,4 = 218,2 kPa = 241,39 kPa * Kiểm tra áp lực đế móng theo điều kiện: Thay số: = 264,59 < 1,2.245,6 = 294,3 kPa. = 241,39 < 245,6 kPa. Thoả mãn điều kiện áp lực, sơ bộ kích thước đế móng là: bxl = 1,8x4 m * Kiểm tra kích thước móng theo trạng thái giới hạn II: - ứng suất gây lún ở đế móng: sglz=0 = ptctb- = 241,39 – (16,5.0,4 + 18,2.1,25) = 212 kPa. - ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua trọng tâm diện tích đáy móng xác định theo công thức: sglz = K0i.sglz=0 Trong đó: K0i là hệ số phụ thuộc vào tỷ số và . - ứng suất bản thân xác định theo công thức: = 18,2.1,65 = 30 kPa. - Chia nền đất dưới đế móng thành các lớp phân tố có chiều dày hi Ê = = 0,45 m Chọn hi = 0,40 m và bảo đảm mỗi lớp chia ra phải đồng nhất. Với các công thức và số liệu nêu trên lập bảng tính ứng suất gây lún và ứng suất bản thân như ở bảng sau: Bảng 6.1: Tính ứng suất gây lún & ứng suất bản thân Tên lớp Điểm Độ sâu (m) L/b 2z/b ko (kpa) (kpa) KN/m3 Sét pha 0 0 2.22 0 1.000 212.00 30 18.2 1 0.4 2.22 0.44 0.966 204.79 37.28 18.2 2 0.8 2.22 0.88 0.845 179.14 44.56 18.2 3 1.2 2.22 1.33 0.692 146.70 51.84 18.2 4 1.6 2.22 1.77 0.557 118.08 59.12 18.2 5 2 2.22 2.22 0.446 94.55 66.40 18.2 6 2.25 2.22 2.66 0.361 76.53 70.95 18.2 Cát pha 7 2.65 2.22 2.94 0.318 67.41 78.76 18.4 8 3.05 2.22 3.38 0.262 55.54 86.12 18.4 9 3.45 2.22 3.83 0.218 46.21 93.48 18.4 10 3.75 2.22 4.27 0.184 39.00 99 18.4 11 4.15 2.22 4.61 0.163 34.55 136,97 9.15 12 4.55 2.22 5.05 0.140 29.68 140,63 9.15 13 4.95 2.22 5.5 0.124 26.28 144,29 9.15 14 5.35 2.22 5.94 0.105 22.26 147.95 9.15 - Vì cát pha có mô đun biến dạng Eo=9700 kPa > 5000 kPa nên GHN ở độ sâu Z=4,95m - Tại độ sâu Z = 4,95 m kể từ đáy móng ta có: sglz=4.95= 26,28 kPa < 0,2.sbtz=4.95 = 0,2.144,29 = 28,85 Kpa. Nên ta lấy giới hạn tầng chịu nén Z= 4,95 m. Tính lún theo công thức: S = 0,043 m = 4,3 cm < Sgh = 8 cm thoả mãn điều kiện về độ lún tuyệt đối. Kích thước đáy móng chọn như vậy là hợp lý. Hình III.1:Biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún. 4. Tính toán độ bền và cấu tạo móng. Hình IV.1: Hình vẽ xác định (ptt1, ptt2, ptt3, pttct ). - Vật liệu dùng cho móng: Bê tông B 20 có Rb= 11,5 MPa, Rbt= 900 kPa cốt thép AII có Ra = 280000 kPa. - Khi tính toán độ bền của móng phải dùng tải trọng tính toán của tổ hợp bất lợi nhất. Trọng lượng của móng và đất trên các bậc không làm cho móng bị uốn và không gây ra đâm thủng cho móng. Do vậy nên không kể đến trong tính toán. - áp lực tính toán ở đế móng: +Với: e =0,8 m giả thiết chiều cao móng là 0,8 m. +Thay số: pttmax= 255,76 kPa ; pttmin = 189,04 kPa ; ptttb = 222,4 kPa. +Theo tam giác đồng dạng tính được: ptt1 = pttmin + (pttmax- pttmin). ptt1 = 189,04 + (255,76 – 189,04). = 238,74 kPa ptt2 = 189,04 + (255,76 – 189,04). = 216 kPa ptt3 = 189,04 + (255,76 – 189,04). = 215,39 kPa pttct1 = 189,04 + (255,76 – 189,04). = 250,58 kP pttct2 = ptto= (ptt2 + ptt3). = (216 + 215,39). = 215,69 kPa * Kiểm tra theo điều kiện đâm thủng: - Vẽ tháp đâm thủng cho móng. Diện tích đâm thủng Fđt1 = 1,8.0,0,31 = 0,558 m2 - Lực gây đâm thủng: Nđt1 = Fđt.(pttct1 + pttmax)/2 = 0,558.(250,58+255,76)= 141,26 KN - Lực chống đâm thủng: N = Rbt.h0.btb Trong đó: btb = (bc + h0)/2 = (0,22 + 0,77)/2 = 0,495 m Thay số: N = 900.0,77.0,495 = 343 KN Nct1 = 141,26 KN < N1 = 343 KN Diện tích đâm thủng Fđt2 = 1,8.0,04 = 0,072 m2 - Lực gây đâm thủng: Nđt2 = Fđt2.(pttct2 + pttmax)/2 = 0,072.254,09= 15,95KN Nct2 = 15,95 KN < N = 343 KN - Kết luận: Vậy móng không bị trọc thủng. * Chiều cao làm việc của móng: - Chọn chiều cao móng h = 0,8 m. - Làm lớp bê tông lót dày 10 cm, vữa xi măng cát vàng mác 75 đá 4x6, nên chọn lớp bảo vệ cốt thép a = 3cm = 0,03 m. - Chiều cao làm việc của toàn bộ móng: h0 = hm - a = 0,8 - 0,03 = 0,77 m. * Tính toán cốt thép cho móng: - Mômen tương ứng tại các mặt ngàm I - I: - Mômen tương ứng tại các mặt ngàm II - II: - Diện tích cốt thép dùng để chịu mômen MI: Chiều dài thanh thép: l = lm – 2.a’ = 4000 – 2.25 = 3950 mm Chọn 9f14 có Fa = 14,33 cm2. Khoảng cách cốt thép a = , chọn a = 250 mm - Diện tích cốt thép dùng để chịu mômen MII: Chiều dài thanh thép: l = bm – 2.a’ = 1800 – 2.25 = 1750 mm Chọn 19f12 có Fa = 18,08 cm2. Khoảng cách cốt thép a = , chọn a = 220mm *Tính thép dầm đế móng: - Sơ đồ tính coi đài móng là dầm đơn giản kê lên 2 gối là 2 cổ móng, tải trọng tác dụng là phản lực của đất tác dụng lên. - Tải trọng tác dụng lên dầm qd = ptttb.b = 222,4.1,8 = 400,3 KN/m Hình V.1: Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực dầm đế móng +Mô men trên gối: MC = l21.qd .0,5 = 0,6352.400,3.0,5 =80,76 KNm MD = l22.qd.0,5 = 1,362.400,44.0,5 = 370 KNm +Mô men ở nhịp: Mnhịp = *Tính toán cốt thép: Dể tính toán cốt thép ta chọn tiết diện dầm (bxh = 32x80 cm) để tính toán: +Tính cốt thép cho gối: - Tính A: ; g = 0,979 - Diện tích cốt thép dùng để chịu mômen âm: - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: m = > mmin = 0,05% Chiều dài thanh thép: l = 3950 mm Chọn 2f18 có Fa = 5,09 cm2. +Tính cốt thép cho nhịp:do mô men ở nhịp nhỏ ta chọn theo cấu tạo 2f16 có Fa = 4,02 cm2 * Tính toán cốt thép đai -Tính và bố trí cốt đai cho dầm móng 320x800: Kiểm tra theo điều kiện: Ko.Rn.b.ho=0,35.11000.0,32.0,75=1010,62KN>Qmax=632,54KN K1.Rk.b.ho=0,6.880.0,32.0,75=126,72KN<Qmax=632,54KN ị Phải tính toán cốt đai. - Lực cắt cốt đai phải chịu : qđ= Chọn cốt đai f8 có fa = 0,503 cm2 .Số nhánh n= 2. Khoảng cách giữa các cốt đai : Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai: Khoảng cách cấu tạo giữa các cốt đai : Đặt cốt đai 2 nhánh f8 a20 đảm bảo điều kiện. Dầm cao 800mm, chọn 2f12 đặt ở giữa làm cốt giá. Mặt cắt 1-1 và mặt bằng móng M1 B. Tính móng hợp khối M2 khung K2 trục 2 (móng trục F-G) 1. Tải trọng của công trình tác dụng lên móng: - Theo kết quả tính toán nội lực khung. Ta có nội lực chân cột tính móng như sau: Bảng 2.2:Nội lực tại chân cột theo tổ hợp bất lợi nhất (1235). Trục Mtt0 N tt0 Q tt0 (KN.m) (KN) (KN) G 39,52 565,87 21,35 F 101,03 1195,54 34,38 - Nội lực khi tính toán móng còn phải kể thêm tĩnh tải tầng 1 truyền xuống. Tải trọng cột tầng 1: -Trục G cột 220x350: 0,22x0,35x2,5x1,1x4,63 = 0,98 T= 9,8 KN -Trục F cột 220x500: 0,22x0,5x2,5x1,1x4,63 = 1,4 T = 14 KN -Tải trọng của tường xây 220 và cửa tác dụng vào móng trục F,(2) 0,22x(3,9-0,5)x(3+ )x1,8x1,1=6T=60 KN 0,22x(3,9-0,22)x3,6x1,8x1,1=5,7T=57 KN Suy ra trọng lượng tường và cửa là:(60+57)x70%=82 KN Tải trọng tường xây đưa về lực tập trung: N= 82á2=41 KN -Tải trọng của tường xây 220 và cửa tác dụng vào móng trục G,(2) 0,22x(3,9-0,3)x x1,8x1,1=1,64T=16,4 KN 0,22x(3,9-0,22)x3,6x1,8x1,1=5,77T=57,7 KN Suy ra trọng lượng tường và cửa là:(16,4+57,7)x70%=51,87 KN Tải trọng tường xây đưa về lực tập trung: N= 51,7á2=26 KN -Tải trọng của giằng móng tác dụng vào móng trục F: 0,22x0,35xx2,5´ 1,1 = 0,98T=9,8KN 0,22x0,6xx2,5´ 1,1 = 1,089T=10,89 KN -Tải trọng của giằng móng tác dụng vào móng trục G: 0,22x0,35xx2,5´ 1,1 = 0,984T=9,84KN N ttF = 1195,54+41+9,8+14+10,89 =1271,23 KN N ttG = 565,87+26+9,8+9,84 =611,5 KN *Tải trọng tính toán:Tải trọng tính toán tác dụng lên móng gồm tải trọng do cột truyền xuống cộng thêm tải trọng do giằng và tường, tải trọng tính toán được cho trong bảngsau: Bảng 3.2:Tải trọng tính toán tác dụng lên móng. Trục Mtt0 N tt0 Q tt0 (KN.m) (KN) (KN) G 39,52 611,5 21,35 F 101,03 1271,23 34,38 *Xác định điểm đặt hợp lực N01tt S Mtt01 = NFtt.(2,305 - x) – NGtt.x=0 S Mtt01 = 1271,23.(2,005 -x) - 611,5x=0 ị x = 1,55 m.Vậy điểm đặt lực O1 cách trục G là 1,55 m. Hình I.2: Xác định diểm đặt hợp lực Bảng 4.2: Nội lực tính toán hợp lực tác dụng xuống móng Trục Mtt0 N tt0 Q tt0 (KNm) (KN) (KN) F 101,03 1271,23 34,38 G 39,52 611,5 21,35 Hợp lực 140,55 1882,73 55,73 - Lấy hệ số vượt tải n=1,15 và đổi đơn vị, vậy ta có tải trọng tiêu chuẩn ở đỉnh móng là: Mtc0==122,3 KN.m N tc0= = 1637,2 KN Q tc0= = 48,46 KN Bảng 5.2: Nội lực tính toán và tiêu chuẩn hợp lực tác dụng xuống móng. Hợp lực M N Q (KN.m) (KN) (KN) Hợp lực tiêu chuẩn 122,3 1637,2 48,46 Hợp lực tính toán 140,55 1882,73 55,73 2. Xác định sơ bộ kích thước đế móng a. Chọn chiều sâu chôn móng: - Đáy móng đặt lên lớp đất thứ 2 sét dẻo cứng là 1,25 m. - Chiều dày lớp tôn nền dày 0,75 m. - Vậy chiều sâu chôn móng là: h = 0,75 + 0,85 + 0,8 = 2,4 m. - Giả thiết bề rộng móng b = 1,8 m b. Xác định kích thước đế móng: - Diện tích đế móng được xác định theo công thức sau: Trong đó: h = 2,4m Ntc = 1637,2 KN ; gtb = 20 KN/m3 R là áp lực tính toán của lớp đất mà móng đặt lên. * Cường độ tính toán của lớp cát sét pha: - Tra bảng 3.1: sách hướng dẫn đồ án Nền và Móng. - m1 = 1,2 do đất nền là đất sét có độ sệt - m2 = 1,0 do nhà có sơ đồ kết cấu mềm. - Đáy móng đặt lên lớp 2 có jII = 120 tra bảng 3.2 sách hướng dẫn Nền và Móng có các hệ số A = 0,23 ; B = 1,94 ;D =4,42. - Lớp đất 2 có : gII = 18,2 KN/m3 cII = 26 kPa = = = 17,78 KN/m3 - Giả thiết bề rộng của móng b = 1,8 m, thay vào công thức trên tính R: - Diện tích sơ bộ của đế móng: Chọn bề rộng móng b = 1,8 m, chiều dài móng l = 4,6 m Kích thước đế móng sơ bộ chọn: bxl = 1,8 x 4,6 m (Fm = 8,28 m2) HìnhII.2:Kích thước móng 3. Kiểm tra điều kiện biến dạng: *Kiểm tra điều kiện áp lực: - áp lực tiêu chuẩn ở đế móng: = () + gtb.h Trong đó: e = = .(1 + ) + 20.2,4 = 263,18 kPa = .(1 - ) + 20.2,4 = 227,07 kPa = 245,12 kPa * Kiểm tra áp lực đế móng theo điều kiện: Thay số: = 263,18 < 1,2.263,18 = 315,81 kPa. = 245,12 < 245,6 kPa. Thoả mãn điều kiện áp lực, sơ bộ kích thước đế móng là: bxl = 1,8x4,6 m * Kiểm tra kích thước móng theo trạng thái giới hạn II: - ứng suất gây lún ở đế móng: sglz=0 = ptctb- = 245 – (16,5.0,4 + 18,2.1,25) = 215,65 kPa. - ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua trọng tâm diện tích đáy móng xác định theo công thức: sglz = K0i.sglz=0 Trong đó: K0i là hệ số phụ thuộc vào tỷ số và . - ứng suất bản thân xác định theo công thức: = 18,2.1,65 = 30 kPa. - Chia nền đất dưới đế móng thành các lớp phân tố có chiều dày hi Ê = = 0,39 m Chọn hi = 0,35 m và bảo đảm mỗi lớp chia ra phải đồng nhất. Với các công thức và số liệu nêu trên lập bảng tính ứng suất gây lún và ứng suất bản thân như ở bảng sau: Bảng 6.2: Tính ứng suất gây lún & ứng suất bản thân Tên lớp Điểm Độ sâu (m) L/b 2z/b ko (kpa) (kpa) KN/m3 Sét pha 0 0 2.55 0 1.000 215,65 30 18.2 1 0.35 2.55 0.38 0.978 210.90 36.37 18.2 2 0.7 2.55 0.77 0.884 190.63 42.74 18.2 3 1.05 2.55 1.16 0.756 163.03 49.11 18.2 4 1.4 2.55 1.55 0.632 136.29 55.48 18.2 5 1.75 2.55 1.94 0.526 113.43 61.85 18.2 6 2.1 2.55 2.33 0.441 95.10 68.22 18.2 7 2.25 2.55 2.5 0.409 88.20 70.95 18.2 Cát pha 8 2.6 2.55 2.88 0.346 74.61 77.84 18.4 9 2.95 2.55 3.27 0.294 63.40 84.28 18.4 10 3.3 2.55 3.66 0.252 54.34 90.72 18.4 11 4 2.55 4.44 0.189 40.75 103.6 18.4 12 4.1 2.55 4.55 0.183 39.46 105.4 18.4 13 4.45 2.55 4.94 0.160 34.50 146.11 9.15 14 4.8 2.55 5.33 0.141 30.40 149.32 9.15 15 5.15 2.55 5.72 0.125 26.95 152.52 9.15 16 5.5 2.55 6.11 0.112 24.15 155.72 9.15 - Vì cát pha có mô đun biến dạng Eo=9700 kPa > 5000 kPa nên GHN ở độ sâu Z=5,15m - Tại độ sâu Z = 5.15 m kể từ đáy móng ta có: sglz=5,15= 26,95 kPa < 0,2.sbtz=5,15 = 0,2.155.52 = 30,5 Kpa. Nên ta lấy giới hạn tầng chịu nén Z = 5,15 m. Tính lún theo công thức: S = 0,039 m = 3,9 cm < Sgh = 8 cm thoả mãn điều kiện về độ lún tuyệt đối. Kích thước đáy móng chọn như vậy là hợp lý. Hình III.2:Biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún. 4. Tính toán độ bền và cấu tạo móng. Hình IV.2: Hình vẽ xác định (ptt1, ptt2, ptt3, pttct ). - Vật liệu dùng cho móng: Bê tông B 20 có Rb= 11,5 MPa, Rbt= 900 kPa cốt thép AII có Ra = 280000 kPa. - Khi tính toán độ bền của móng phải dùng tải trọng tính toán của tổ hợp bất lợi nhất. Trọng lượng của móng và đất trên các bậc không làm cho móng bị uốn và không gây ra đâm thủng cho móng. Do vậy nên không kể đến trong tính toán. - áp lực tính toán ở đế móng: +Với: m giả thiết chiều cao móng là 0,8 m. +Thay số: pttmax= 254,07 kPa ; pttmin = 200,77 kPa ; ptttb = 227,42 kPa. +Theo tam giác đồng dạng tính được: ptt1 = pttmin + (pttmax- pttmin). ptt1 = 200,77 + (254,07 – 200,77). = 238,89 kPa ptt2 = 200,77 + (254,07 – 200,77). = 224,17 kPa ptt3 = 200,77 + (254,07 – 200,77). = 220,23 kPa pttct1 = 200,77 + (254,07 – 200,77). = 248,1kPa pttct2 = ptt0 = (ptt2 + ptt3). = (224,17 + 220,23). = 222,20 kPa * Kiểm tra theo điều kiện đâm thủng: - Vẽ tháp đâm thủng cho móng. Diện tích đâm thủng Fđt1 = 1,8.0,51 = 0,9 m2 - Lực gây đâm thủng: Nđt1 = Fđt.(pttct1 + pttmax)/2 = 0,9.251,08= 226 KN - Lực chống đâm thủng: N = Rbt.h0.btb Trong đó: btb = (bc + h0)/2 = (0,22 + 0,77)/2 = 0,495 m Thay số: N = 900.0,77.0,495 = 343 KN Nct1 = 226 KN < N1 = 343 KN Diện tích đâm thủng Fđt2 = 1,8.0,034 = 0,0612 m2 - Lực gây đâm thủng: Nđt2 = Fđt2.(pttct2 + pttmax)/2 = 0,0612.238,3= 14,57 KN Nct2 = 14,57 KN < N = 343 KN - Kết luận: Vậy móng không bị trọc thủng. * Chiều cao làm việc của móng: - Chọn chiều cao đế móng h = 0,8 m. - Làm lớp bê tông lót dày 10 cm, vữa xi măng cát vàng mác 75 đá 4x6, nên chọn lớp bảo vệ cốt thép a = 3cm = 0,03m. - Chiều cao làm việc của toàn bộ móng: h0 = hm - a = 0,8 - 0,03 = 0,77 m. * Tính toán cốt thép cho móng: - Mômen tương ứng tại các mặt ngàm I - I: - Mômen tương ứng tại các mặt ngàm II - II: - Diện tích cốt thép dùng để chịu mômen MI: Chiều dài thanh thép: l = lm – 2.a’ = 4600 – 2.25 = 4550 mm Chọn 9 f16 có Fa = 18,009 cm2. Khoảng cách cốt thép a = , chọn a = 200 mm - Diện tích cốt thép dùng để chịu mômen MII: Chiều dài thanh thép: l = bm – 2.a’ = 1800 – 2.25 = 1750 mm Chọn 18 f12 có Fa = 20,35 cm2. Khoảng cách cốt thép a = , chọn a = 250mm *Tính thép dầm đế móng: - Sơ đồ tính coi đài móng là dầm đơn giản kê lên 2 gối là 2 cổ móng, tải trọng tác dụng là phản lực của đất tác dụng lên. - Tải trọng tác dụng lên dầm qd = ptttb.b = 227,42.1,8 = 409,35 KN/m Hình V.2: Sơ đồ tính và biểu đồ nội lực dầm đế móng +Mô men trên gối: MG = l22.qd .0,5 = 0,7352.409,35.0,5 = 110,57 KNm MF = l21.qd.0,5 = 1,562.409,35.0,5 = 498,09 KNm +Mô men ở nhịp: Mnhịp = *Tính toán cốt thép: Dể tính toán cốt thép ta chọn tiết diện dầm (bxh = 32x80 cm) để tính toán: +Tính cốt thép cho gối: - Tính A: ; g = 0,976 - Diện tích cốt thép dùng để chịu mômen âm: - Kiểm tra hàm lượng cốt thép: m = > mmin = 0,05% Chiều dài thanh thép: l = 4550 mm Chọn 2f18 có Fa = 5,09 cm2. +Tính cốt thép cho nhịp:do mô men ở nhịp nhỏ ta chọn theo cấu tạo 2f16 có Fa = 4,02 cm2 * Tính toán cốt thép đai -Tính và bố trí cốt đai cho dầm móng 320x800: Kiểm tra theo điều kiện: Ko.Rn.b.ho=0,35.11000.0,32.0,77=948,65KN>Qmax=844,75KN K1.Rk.b.ho=0,6.880.0,32.0,77=130KN<Qmax=844,75KN ị Phải tính toán cốt đai. - Lực cắt cốt đai phải chịu : qđ= Chọn cốt đai f8 có fa = 0,503 cm2 .Số nhánh n= 2. Khoảng cách giữa các cốt đai : Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai: Khoảng cách cấu tạo giữa các cốt đai : Đặt cốt đai 2 nhánh f8 a25 đảm bảo điều kiện. Dầm cao 800mm, chọn 2f12 đặt ở giữa làm cốt giá. Mặt cắt 2-2 và mặt bằng móng M2 Bộ xây dựng Trường đạI học kiến trúc hà nội Khoa tại chức Phần Iv Thi công 30% Nhiệm vụ được giao: 1. thi công phần ngầm(móng,giằng,công tác đất. 2. thi công cột tầng 3 và dầm sàn tầng 4. 3. lập tiến độ thi công theo sơ đồ ngang. 4. lập tổng mặt bằng thi công . Giáo viên hướng dẫn: thạc sĩ NGUYễN cảnh Cường Sinh viên thực hiện: phùng đìng quý Lớp: ctu2005- xh PHầN 1 - Giới thiệu sơ lược công trình I - Giới thiệu chung công trình xây dựng : - Tên công trình: khách sạn hoa lư – ninh bình. - Địa điểm xây dựng: TX Ninh Bình – Tỉnh Ninh Bình. - Quy mô xây dựng : Nhà 5 tầng với chiều cao là 22,88 (m) kể cả phần mái lợp tôn. Tổng diện tích xây dựng : 431 m2 + Chiều dài của nhà là : 35,7 (m). + Chiều rộng của nhà là : 17,1 (m). + Chiều cao tầng 1 là : 3,9 (m) + Chiều cao các tầng là : 3,6 (m) - Kết cấu : Khung nhà bê tông cốt thép chịu lực, tường xây gạch bao che; sàn bê tông cốt thép được đổ toàn khối,kết hợp dàn thép mái lợp tôn, dùng bê tông thương phẩm, sàn dày 10 cm; Kích thước cột đối với các tầng: trục C - G là 2235 cm, trục còn lại là 2250cm. - Theo thiết kế công trình cốt +0.00 của công trình cao hơn 0,75 m so với mặt đất thiên nhiên, độ sâu chôn móng là -2,4 m so với mặt đất thiên nhiên, đài móng cao 0,8m. Giải pháp móng sử dụng móng nông trên nền thiên nhiên. (Mặt bằng công trình được thể hiện trên hình vẽ). II - Những điều kiện liên quan đến giải pháp thi công: 1. Địa hình: Công trình nằm trên khu đất xây dựng rộng, tương đối bằng phẳng thuận tiện cho quá trình thi công và bố trí kho bãi nhà xưởng. Các công trình lân cận không bị ảnh hưởng do quá trình thi công. Công trình nằm nền kề với trục đường chính của Thị xã, do đó thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên vật liệu và các thiết bị liên tục, dễ dàng, không bị ảnh hưởng do thời tiết. 2. Địa chất thuỷ văn: Móng của công trình là móng nông trên nền thiên nhiên nên không phải xử lý đất nền mà tiến hành xây dựng ngay trên nền đất thiên nhiên. Đài móng nằm trong lớp đất sét pha dẻo cứng. *Cấu tạo các lớp địa tầng (tính từ mặt đất thiên nhiên): - Đất tôn nền : (0,0 á - 0,4) m. - Sét pha dẻo cứng: (- 0,4 á - 3,5) m. - Cát pha : chưa kết thúc ở độ sâu kiểm tra la 17 m. Mực nước ngầm ở độ sâu –5 m so với cốt thiên nhiên, sâu hơn đáy đài nên việc thi công móng rất thuận lợi, không cần có giải pháp tiêu nước do đào móng. 3. Nguồn Vật liệu: + Nguồn bê tông và cốt thép. Công trình nằm ở trung tâm Thị Xã nên nguồn bê tông thương phẩm và cốt thép là rất sẵn có. + Nguồn cát, gạch, đá và các loại vật liệu khác. Cát cung cấp cho công trình vận chuyển từ cách đó không xa. Các loại vật liệu khác cũng rất sẵn có và được vận chuyển bằng các loại ôtô. 4. Phương tiện vận chuyển, máy móc: Nhà thầu có đủ khả năng cung cấp các máy móc thi công, vận chuyển và nhân lực phục vụ cho thi công công trình. Vận chuyển ngang: Bằng phương tiện xe cải tiến và nhân lực công nhân dùng cáng vận chuyển do mặt bằng công trình thi công nhỏ. Vận chuyển lên cao: Dùng máy nâng chuyển vật liệu (máy vận thăng) và dùng phương pháp tời. 5. Hệ thống cung cấp Điện, nước: Hệ thống Điện, nước phục vụ quá trình thi công công trình và sinh hoạt của công nhân thuận lợi, đầy đủ. - Hệ thống điện nước: Điện phục vụ cho thi công lấy từ 2 nguồn : + Lấy qua trạm điện của Thị Xã do sở điện lực Ninh Bình quản lý. + Sử dụng máy phát điện dự phòng. - Nước phục vụ cho công trình: + Đường cấp nước lấy từ hệ thống cấp nước của Thị Xã do Công ty cấp nước Ninh Bình cung cấp. + Đường thoát nước thải ra hệ thống thoát nước chung của Thị Xã Căn cứ vào hồ sơ thiết kế, các điều kiện trên và quá trình thu thập tài liệu phục vụ cho công tác tổ chức thi công tại công trường xây dựng. Công trình xây dựng có những thuận lợi và khó khăn như sau : 6. Thuận lợi: Khu đất giành cho xây dựng công trình tương đối rộng rãi để bố trí mặt bằng tổ chức thi công, có thể xây dựng lán trại, kho vật tư, bãi vật liệu, lán gia công bán thành phẩm và máy thi công ngay sau khi giải phóng và bàn giao mặt bằng thi công công trình. Công trình thi công nằm trên trục đường chính của Thị Xã nên thuận lợi cho phục vụ vận tải vật tư, phương tiện thi công. Công trình xây dựng thuộc vùng có sẵn nguồn nguyên vật liệu nên không cần phải làm nhiều kho bãi, đơn vị thi công có thể chủ động được cung cấp vật liệu cho công trình mà không bị ảnh hưởng bởi thời tiết. Phương tiện vận chuyển thi công của đơn vị có đủ và hiện đại. Nhân lực quản lý giám sát và thi công có năng lực cao và nhiều kinh nghiệm trong xây dựng các công trình. 7. Khó khăn: Công trình có chiều cao lớn, thi công luôn có gió mạnh ảnh hưởng đến năng suất lao động, cần có biện pháp đảm bảo an toàn lao động tốt. Vị trí công trình nằm trong trung tâm Thị Xã, do đó việc vận chuyển vật liệu, thi công công trình cần có biện pháp đảm bảo vệ sinh môi trường trong khu vực công trường và trên đường vận chuyển vật liệu . III - Chuẩn bị mặt bằng thi công. Chuẩn bị đầy đủ các thủ tục, giấy phép xây dựng cơ bản với cơ quan cũng như địa phương có liên quan tới việc xây dựng công trình. * Việc chuẩn bị mặt bằng thi công bao gồm : - Giải phóng, thu dọn mặt bằng. - Định vị công trình. - Tiêu nước bề mặt. 1. Giải phóng mặt bằng: - Di chuyển phá dỡ công trình cũ (nếu có). - Ngả hạ cây cối vướng vào công trình, đào bỏ rễ cây, phá đá mồ côi trên mặt bằng nếu cần, xử lý thảm thực vật thấp, dọn sạch chướng ngại vật tạo thuận tiện cho việc thi công... Chú ý hạ cây phải đảm an toàn cho người và vật dụng, phương tiện máy móc. - Trước khi thi công phải có thông báo trên phương tiện thông tin đại chúng để cho những người có mồ mả, đường ống và công trình ngầm, nổi trong khu đất biết dể di chuyển và phải có sự đền bù thoả đáng. - Đối với các công trình hạ tầng nằm trong mặt bằng: điện, nước, đường dây trên không hoặc dây cáp ngầm phải đảm bảo đúng các quy định di chuyển. - Với công trình nhà cửa, công trình xây dựng phải có thiết kế phá dỡ, đảm bảo an toàn và tận thu vật liệu sử dụng được. - Nơi đất lấp có bùn ở dưới phải vét bùn dể tránh hiện tượng không ổn định lớp đất đắp. 2. Xây dựng lán trại phục vụ thi công. Bao gồm phòng bảo vệ, nhà chỉ huy, các xưởng và kho kín chứa vật liệu, nhà ở cho công nhân, nhà tắm, nhà vệ sinh. Chuẩn bị đầy đủ hệ thống điện, nước để phục vụ thi công công trình và sinh hoạt của công trường. 3. Định vị công trình: Định vị công trình: Đây là công việc rất quan trọng vì công trình phải được xác định đúng vị trí của nó trên khu đất theo mặt bằng bố trí đồng thời xác định vị trí các trục tim của toàn bộ công trình và vị trí các giao điểm của các trục đó. Trên bản vẽ tổng mặt bằng thi công phải có lưới ô đo đạc và xác định đầy đủ từng hạng mục công trình ở góc công trình, trong bản vẽ tổng mặt bằng phải ghi rõ cách xác định lưới toạ độ dựa vào mốc chuẩn có sẵn hay mốc quốc gia, mốc dẫn suất, cách chuyển mốc vào địa điểm xây dựng . * Xác định được một điểm của công trình, điểm đó là một góc của công trình và một hướng của công trình đó. Sau đó xác định các góc còn lại của công trình bằng máy định vị và thước thép. * Đặt máy tại điểm mốc B lấy hướng mốc A cố định hướng và mở góc bằng a. Ngắm về hướng điểm M, cố định hướng và đo khoảng cách A; theo hướng xác định của máy sẽ xác định chính xác được điểm M. Đưa máy đến điểm M và ngắm về B, cố định hướng và mở góc bằng b xác định hướng điểm N. Theo hướng xác định, đo chiều dài từ M sẽ xác định được điểm N. Tiếp tục tiến hành như vậy sẽ định vị được công trình xây dựng trên mặt bằng xây dựng. Dựa vào mốc này trải lưới ghi trên bản vẽ mặt bằng thành lưới hiện trường và từ đó ta căn cứ vào các lưới để giác móng. Khi giác móng cần dùng những cọc gỗ đóng sâu vào trong mép đào 2(m). Trên 2 cọc đứng đóng một miếng gỗ ngang có chiều dày 20(mm) rộng 150(mm) dày hơn khoảng cách hố đào là 400(mm), đóng đinh ghi dấu của trục móng và 2 mép đào sau đó đóng 2 đinh vào vị trí 2 mép đào đã kể đến mái dốc. Dụng cụ này gọi là cọc ngựa đánh dấu trục móng. 4. Tiêu nước bề mặt: Hạn chế không cho nước chảy vào móng công trình. Theo kết quả khảo sát địa chất công trình và chiều sâu chôn móng là : -1,40 m so với cốt thiên nhiên thì mức nước ngầm chưa xuất hiện nên không ảnh hưởng tới việc thi công móng. Công trình dự kiến thi công trong mùa khô nên vấn đề thoát nước bề mặt là không cấp thiết, tuy nhiên trong trường hợp xấu nếu có mưa lớn gây ngập úng hố móng ta đào các rãnh thoát nước, tiết diện mương cần đảm bảo mỗi cơn mưa, nước trên bề mặt được tháo hết trong thời gian ngắn. Nếu không thoát nước tự chảy, phải bố trí hệ thống rãnh thoát và bơm nước. PHầN 2 - Kỹ thuật thi công I - Biện pháp kỹ thuật thi công đào đất: 1. Yêu cầu đối với công tác đất: Xác định và phân cấp đất, tìm hiểu mặt đất sao cho thích hợp để thi công đào không bị sụt lở và khối lượng đất đào là ít nhất. Bố trí những nơi đổ đất để sau này thuận lợi cho việc lấp móng và tôn nền mà không vướng phải các công tác khác. Cần vạch rõ các tuyến hố móng, sau khi đào đủ độ sâu cần phải sửa chữa và kiểm tra kích thước móng đúng với yêu cầu thiết kế mới chuyển sang giai đoạn thi công khác. 2. Chọn phương án thi công đào đất: * Hệ số mái dốc của đất: Để đảm bảo an toàn cho mái đất, khi đào và đắp đất phải theo một độ dốc nhất định. Độ dốc của mái đất phụ thuộc vào góc nội ma sát của đất, độ dịch của đất và độ ẩm của đất. - Hố đào nằm trong 2 lớp đất : lớp 1 - đất tôn nền, lớp 2 - Sét pha dẻo cứng. + Chiều sâu hố đào <3m : Đất tôn nền : i = 1/1 Đất sét pha dẻo cứng : i = 1/0,25 ( Tra bảng 1-2 sách “Kỹ thuật thi công 1” ) - Ta thấy chiều sâu đào tới cốt -1,55m so với cốt thiên nhiên, với hệ số mái dốc như trên và dựa vào loại đất, lớp trên là lớp đất trồng trọt ta có độ dốc cho phép là i = tga = 1:1. Lớp đất phía dưới là lớp đất sét pha dẻo cứng có độ dốc cho phép là 1: 0,25(m), nhưng để đạt hiệu quả kinh tế. Xác định độ dốc tự nhiên của mái đất như sau : m = = 0,5 ị B = 1,550,5 = 0,775(m) . Mặt bằng móng Mặt cắt (1-1),(2-2) * Trước khi khởi công đào đất cần phải điều tra vị trí các mạng lưới đường ống ngầm, đường dây điện cao thế, dây điện thoại, ... nếu có phải cùng các cơ quan có chức năng phối hợp giải quyết. - Phương án 1: Thi công đào đất toàn bộ bằng máy. Do công trình có diện tích đào lớn nên ta thực hiện biện pháp thi công đào toàn bộ mặt bằng tới cao trình đáy đài. + Ưu điểm: Thi công nhanh, thuận tiện, máy đào chỉ phải thi công 1 lượt, đặc biệt không phải thi công đào thủ công. + Nhược điểm: Lượng đất đào thừa quá lớn nên đòi hỏi công tác lấp đất tăng lên, chi phí thi công lớn. - Phương án 2: Thi công đào đất hố móng bằng máy kết hợp với thủ công. Thực hiện đào dùng máy đào đất theo các hào dọc theo các trục công trình tới cao trình đáy đài móng, riêng ở những khu vực có giằng móng thì dùng phương pháp đào bằng thủ công đào đất tới cao trình đáy giằng móng + Ưu điểm: Tận dụng được cả lao động thủ công kết hợp với thiết bị cơ giới. Khối lượng thi công giảm đi nhiều với đào toàn bộ đảm bảo yếu tố kinh tế. + Nhược điểm: Thời gian thi công kéo dài hơn so với phương án 1 nhưng khối lượng đất đắp lại nhỏ hơn. Kết luận: Từ những nhận xét trên để đảm bảo cả yếu tố kinh tế và yếu tố kỹ thuật ta lựa Chọn phương án 2: Do kích thước hố dào rộng 4,6m và 5,2m,bước gian là 3,6m tiến hành đào thành mương theo chiều dọc công trình bằng máy: ta sẽ đào bằng máy tới cốt -1,55 m so với cốt thiên nhiên, còn lại 10 cm ta đào và sửa theo kích thước hố móng. Giằng móng đào thủ công. 3. Tính toán khối lượng đào đất: Căn cứ vào số liệu tính toán kích thước móng và tầng địa chất công trình, ta xác định được chiều sâu chôn móng kể cả lớp bê tông lót đế móng là 1,65 (m) so với mặt đất tự nhiên. Để tiện cho công tác thi công ta đào rộng thêm ra 30(cm) về mỗi phía, khoảng cách này để phục vụ cho công nhân đi lại dễ dàng trong việc thi công Bêtông lót móng, công tác cốt thép và dựng lắp ván khuôn, đồng thời thoát nước mưa. Bảng thống kê móng Tên Móng Kích thớc móng Số b(m) l(m) h(m) móng M1 1,8 4 0.8 11 M2 1,8 4,6 0.8 9 M3 1.6 3 0.8 2 M4 1.6 2 0.8 4 M5 4 4.6 0.8 1 Các hố móng được đào với thể tích hình các hình khác nhau, để đơn giản ta phân chia các hố móng thành các ô và đặt tên từng ô như hình vẽ, các ô có kích thước như sau : Mặt bằng đào móng Mặt cắt hố đào ( 1 – 1) (2 – 2) Từ mặt bằng công trình và kích thước móng ta tính được kích thước hố đào từ đó phân thành các tuyến đào (tuyến đào được thể hiện trên mặt bằng đào đất công trình) ị Như vậy ta tiến hành đào đất đào thành hào cho chiều dọc công trình. * Từ mặt bằng hình học đào đất ta tính được khối lượng đất đào của từng loại hố móng theo công thức : V = Trong đó : + H : Chiều cao hố đào. + a, b : Các cạnh dài và ngắn của đáy hố đào. + c, d : Các cạnh dài và ngắn của miệng hố đào. Thể tích các ô được ghi trong bảng: *Phần đào đất bằng máy: tên ô a b c d H V số ô SVM (m) (m) (m) (m) (m) (m3) (m3) ô1 38.1 5.2 39,7 6.8 1.55 353.26 1.00 353,26 ô2 13.2 4.6 14.8 6.2 1.55 113.72 1.00 113.72 ô3 21.5 4.6 23.1 6.2 1.55 179.24 1.00 179.24 ô4 7.1 4.6 8.7 6.2 1.55 64.31 1.00 64.31 ô5 7.1 5.2 8.7 6.8 1.55 82.24 1.00 82.24 Tổng Khối Lợng Đất Đào Bằng Máy 793 * Phần Đào đất thủ công: Phần còn lại 10cm ta đào đất thủ công theo kích thước hố móng, mỗi bên đào ra 30cm, để tiện cho việc đổ bê tông lót móng và đi lại trong quá trình thi công. Khối lượng cụ thể như sau: Tên Móng Kích thớc móng Số v(m3) b(m) l(m) h(m) móng M1 1.8 4 0.2 11 15.84 M2 1.8 4.6 0.2 9 14.9 M3 1.6 3 0.2 2 1.92 M4 1.6 2 0.2 4 2.56 M5 4 4.6 0.2 1 3.68 Tổng khối lợng đào đất thủ công 38.9 * Khối lượng đào đất thủ công giằng móng: Do ta chọn phương pháp đào đất bằng máy theo trục dạng hào và kết hợp với đào đất bằng thủ công, để đảm bảo đạt hiệu quả kinh tế và năng xuất lao động. Phần đào đất bằng thủ công đào hệ giằng móng theo các trục móng ta không cần phải đào mà khi san nền tới cốt đáy giằng ta tiến hành đổ bê tông lót và thi công giằng. 4. Chọn máy đào : 4.1. Lựa chọn máy : * Dựa vào yêu cầu kỹ thuật : - Bề rộng Bmax của hố đào lớn nhất bằng 6,8 (m). - Chiều sâu hố đào max bằng 1,55 (m). - Đổ đất ra ngoài phần móng của công trình > 1,50 m - Thời gian thi công. - Loại đất: sét pha. Dựa vào các số liệu ở trên, đất đào thuộc cấp III nên ta chọn máy đào gầu nghịch là kinh tế hơn cả. Số liệu máy EO-3322B1 sản xuất tại Liên Xô (cũ) thuộc loại dẫn động thuỷ lực. * Một số tính năng đặc trưng của máy: - Dung tích gầu : q = 0,5 (m3) - Bán kính đào lớn nhất : Rmax = 7,5 (m) - Bán kính đào nhỏ nhất : Rmin = 2,9 (m) - Chiều cao nâng lớn nhất : h = 4,8 (m) - Chiều sâu đào lớn nhất : H = 4,2 (m) - Chiều rộng máy: b = 2,7 (m) - Trọng lượng máy: 14,5 T - tCK = 17 giây (tính cho trường hợp đổ bên) * Với máy đào gầu nghịch đã chọn có R = 7,5m. Mặt bằng ta định đào rộng trung bình là 6,8 (m) và phần đất đào bằng máy được đổ gần công trường (trừ các vị trí đặt máy trộn bê tông) cách mép hố đào từ 1,5 á2 (m). * Đối với đất đào bằng thủ công thì ta chất lên ô giữa của đài và giằng móng mà không cần đổ đi để sau này làm đất đắp. 4.2. Tính năng suất của máy đào: * Năng suất thực dụng của máy trong 1 ca: (m3/ca máy). Trong đó: Kđ : hệ số đầy gầu (0,8á1,2). Lấy Kđ = 1,0. Kt : hệ số tơi của đất (1,1á1,4). Lấy Kt =1,2 (đất loại sét). Ktg : hệ số sử dụng thời gian (Ktg = 0,8á0,9). Lấy Ktg = 0,85. Z : số giờ làm việc trong 1 ca (Z = 8h). q : dung tích gầu (q = 0,5 m3). Tck : thời gian 1 chu kỳ (s). Tck = 17(s). . *Số ca máy cần sử dụng để đào đất : n = == 1,35 (ca) Vậy ta chọn1,5 ca máy để đào đất hố móng công trình xây dựng. 5. Kỹ thuật đào đất : * Các yêu cầu : * Khi thi công đào đất hố móng cần lưu ý đến độ dốc lớn nhất của mái dốc và phải chọn độ dốc hợp lý vì nó ảnh hưởng đến khối lượng công tác đất, an toàn lao động và giá thành công trình. * Khi đào hố móng cho công trình phải để lại một lớp bảo vệ tối thiểu 10 cm hoặc đào, sửa hố móng bằng thủ công xong thì đổ bê tông lót móng ngay. * Đào bằng máy : Sơ đồ di chuyển máy đào và vị trí đổ đất xem trong bản vẽ. Khi đào máy đứng trên cao đưa gần đến hố đào đất sau đó quay gầu 900 đổ đất sang bên cạnh ( trừ những vị trí bố trí máy trộn BT ) để tiện cho việc lấp đất sau này, khi máy di chuyển đến điểm dừng thứ hai thì cho nhân công tiến hành sửa và thi công bê tông móng * Hướng di chuyển của máy đào đất : Mặt bằng thi công đào đất móng * Đào thủ công : Dụng cụ : xẻng, cuốc, mai, kéo cắt, xe cút kít, xe cải tiến... Sau khi đào máy xong từng rãnh hào móng ta tiến hành đào và sửa hố móng bằng thủ công và đào móng, giằng móng. Hướng dẫn vận chuyển vuông góc với hướng đào, đất được chất lên ô giữa của đài và giằng móng mà không cần đổ đi để sau này làm đất đắp. Cần phải tổ chức thi công cho hợp lí, tránh tập trung nhiều, phân tuyến làm việc rõ ràng. Khi đào lớp đất cuối cùng đến cao trình thiết kế thì đổ bê tông lót móng ngay. + Chiều rộng đáy móng tối thiểu phải bằng chiều rộng của kết cấu cộng với khoảng cách neo chằng và đặt ván khuôn cho đế móng. + Đất thừa và đất xấu, phải đổ ra bãi quy định không được đổ bừa bãi làm ứ đọng nước, cản trở giao thông và quá trình thi công công trình. + Những phần đất đào nếu được sử dụng đắp trở lại phải để ở những vị trí hợp lý, để sau này khi lấp đất trở lại hố móng mà không phải vận chuyển xa mà lại không ảnh hưởng đến quá trình thi công đào đất đang diễn ra. Công tác thi công bê tông móng 1. Công tác chuẩn bị : - Chuẩn bị đầy đủ các thủ tục , Nghiệm thu công tác định vị và giác móng công trình, nghiệm thu công tác ván khuôn móng - Chuẩn bị các chứng chỉ đảm bảo chất lượng công trình như việc thử các mẫu vật liệu : thép, xi măng, cát, đá, sỏi, bê tông. 2-1. Tính toán khối lượng bê tông móng: *khối lượng bê tông móng gồm 3 phần: phần bê tông lót phần bê tông đế phần bê tông cổ móng 1) Khối lượng bê tông lót móng: Vật liệu dùng bê tông mác 100 đá 4x6 dày 10 cm. Và được mở rộng ra 4 phía của đế móng , mỗi bên 0,1(m) TT Tên cấu kiện Kích thước tiết diện Số cấu kiện Khối lượng (m3) Dài (m) Rộng (m) Cao (m) 1 - M1 4,0 1,8 0,1 11 7,92 2 - M2 4,6 1,8 0,1 9 7,45 3 - M3 3,0 1,6 0,1 2 0,96 4 - M4 2,0 1,6 0,1 4 1,28 5 - M5 4,6 4 0,1 1 1,84 Tổng : 20,13 2) Tính khối lượng bê tông móng: m3 * áp dụng công thức ta tính toán cho bê tông phần đế móng Vđ = n.(a.b.h) (m3) Trong đó : n : số lượng móng a : bề rộng móng b : chiều dài móng h : chiều cao đế móng. * áp dụng công thức ta tính toán cho bê tông phần vát của đài móng V= () Trong đó: h : chiều cao phần vát móng h = 0,55(m). a, b : chiều dài và chiều rộng đáy lớn phần vát móng c, d : chiều dài và chiều rộng của mặt trên phần vát móng n : số lượng móng *Móng M1: A = 1,8 x 4,0 x 0,25 = 1,8 (m3) B = ( 1,8 x 4 + ( 0,32 + 1,8 )( 4 +2,53 ) +0.32 x 2,53 ) = 1,07 (m3) C = 2x1,1 x 0,22 x ( 0,35 + 0,5 ) = 0,40 (m3) M1 = A + B + C =1,8 + 1,07 + 0,40 = 3,27 (m3) Tổng khối lượng bê tông 11 móng M1 : 11 x 3,27 = 35,97(m3) Trong đó : + A: bê tông đế móng. + B : bê tông phần vát. + C : bê tông cổ móng. Tương tự ta có khối lượng bê tông của các móng: M2, M3, M4, M5 trong bảng sau: *Móng M2: A = 1,8 x 4,6x 0,25 = 2,07 (m3) B =( 1,8 x 4,6 + ( 0,32 + 1,8 )( 2,83 +4,6 ) +0,32 x2,83 ) = 2,27 (m3) C =2x1,1 x 0,22 x ( 0,35 + 0,5 ) = 0,40 (m3) A + B +C = 2,07 + 2,27 + 0,40 = 4,74 (m3) Tổng khối lượng bê tông 9 móng M2 : 9 x 4,74 = 42,66(m3) *Móng M3: A = 1,6 x 3 x 0,25 =1,2 (m3) B=( 1,6 x 3 + ( 0,32 + 1,6 )( 3 +1,52 ) +0,32 x 1,52 ) = 1,27 (m3) C=2 x 1,1 x 0,22 x ( 0,35 + 0,5 ) = 0,40 (m3) A + B +C= 1,2 + 1,27 + 0,4 = 2,87(m3) Tổng khối lượng bê tông 2 móng M3 : 2 x 2,87 = 5,74(m3) *Móng M4: A= 1,6 x 2 x 0,25 = 0,8 (m3) B=( 1,6 x 2 + ( 0,32+ 1,6 )( 2 +0,6 ) +0,32 x 0,6 ) = 0,87 (m3) C= 1,1 x 0,22 x ( 0,35 + 0,5 ) = 0,20 (m3) A + B +C= 0,8 + 0,87 + 0,20 = 1,87(m3) Tổng khối lượng bê tông 2 móng M3 : 4 x 1,87 = 7,48 (m3) *Móng M5: A = 4 x 4,6 x 0,25 = 4,6 (m3) B =( 4 x 4,6 + ( 4 + 2,42 )( 4,6 +2,72 ) +2,42 x 2,72 ) = 6,54 (m3) C =3x1,1 x 0,22 x 2,1 = 1,68 (m3) A + B +C= 4,6 + 6,54 + 1,68 = 12,82(m3) Tổng khối lượng bê tông 1 móng M5 : 12,82(m3) *Tổng bê tông móng: 104,67 (m3) M1 + M2 + M3 + M4 + M5 = 35,97 + 42,66 + 5,74 + 7,48 + 12,82 = 104,67 (m3) 2.2- Biện pháp thi công móng : 2.2.1. Tính toán thiết kế ván khuôn đế móng : Chọn ván khuôn có kích thước b * h = 25*3 (cm) chiêù dài ván khuôn phụ thuộc vào kích thước phần móng . Tải trọng tác dụng vào thành ván khuôn gồm có: - áp lực ngang tiêu chuẩn do vữa bêtông ướt gây ra: - áp lực ngang tính toán do vữa bêtông ướt gây ra: - áp lực ngang tiêu chuẩn do chấn động phát sinh khi đổ bê tông gây ra : . - áp lực ngang tính toán do chấn động phát sinh khi đổ bê tông gây ra: Trong đó: n = 1,3 : Hệ số tải trọng g =2500 (kG/ m3) : Trọng lượng riêng của bê tông H= 0,25: là chiều cao áp lực trong quá trình đổ và đầm bê tông đồng thời cũng là chiều cao đế móng b = 0,25 m: Là bề rộng ván dùng làm ván khuôn * Tính khoảng cách giữa các cây chống xiên:(l) * Tải trọng tiêu chuẩn : * Tải trọng tính toán được xác định bằng tổng của các hoạt tải và tĩnh tải Sơ đồ tính * Kiểm tra độ võng của ván khuôn móng: - Độ võng fmax được tính theo công thức: fmax = = (cm). Trong đó: + E - Mô đun đàn hồi của thép; E = 2,1106 (kG/m2). + J - Mô men quán tính của bề rộng ván J = 22,58 (cm4) - Độ võng cho phép tính theo công thức: . Vậy: . Thoả mãn điều kiện biến dạng về độ võng. Do đó ta chọn khoảng cách giữa các cây chống l = 60 (cm) là thoả mãn. * Tính toán kích thước nẹp đứng. Xem nẹp đứng là dầm liên tục l = 25(cm), chịu lực phân bố điều các gối tựa là các thanh chống nằm ngang. Lực phân bố điều trên 1(m) thanh nẹp đứng là: qtt = Chọn chiều rộng thanh nẹp đứng là 6(cm) thì chiều cao của thanh là: Ta chọn h = 6(cm) Vậy thanh nẹp có tiết diện: 6*5(cm) Các thanh nẹp ngang chọn tiết diện: 3*5(cm) 2.2 Thiết kế ván khuôn cổ móng: Chọn tiết diện cổ móng lớn nhất để tính Chiều cao cổ móng =1,1(m) Cổ móng có kích thước: b*h = 22*50(cm) Ta dùng các tấm ván khuôn có chiều rộng: b = 25(cm) Chiều dày d = 3(cm) Ván khuôn cổ móng cũng được coi là làm việc như một dầm liên tục có các gối tựa là các gông cổ móng + Tính khoảng cách các gông: Trong đó: [s] = 150(kg/m2) Tải trọng tác dụng vào ván khuôn cổ móng: - áp lực ngang tiêu chuẩn do vữa bê tông ướt gây ra : - áp lực ngang tính toán do vữa bê tông ướt gây ra : Trong đó : + n : Hệ số vượt tải, n = 1,3 + g : Dung trọng riêng của bê tông. + H : Chiều cao ảnh hưởng của mỗi lớp bê tông tươi, với H = 0,7(cm). * Tải trọng tiêu chuẩn : ị Tải trọng tính toán được xác định bằng tổng của các hoạt tải và tĩnh tải Ta có: => chọn lg = 50(cm) * Xác định khoảng cách giữa các gông cổ móng theo điều kiện bền: Mmax = R.W Trong đó: + R: Cường độ của ván khuôn kim loại R =2100 (KG/m2). + W: Mô men kháng uốn của ván khuôn với cột 220´500, dùng 1 tấm rộng 300 và 1 tấm rộng 200 ta có: W = 6,55 + 4,42 = 10,97 (cm3) ị Khoảng cách giữa các gông cột như sau : = 233 cm Chọn l = 100 (cm). Số thành : n = (gông) * Kiểm tra điều kiện về độ độ võng : - Độ võng fmax được tính theo công thức: fmax = = (cm). Trong đó: + E - Mô đun đàn hồi của thép; E = 2,1´106 (kG/m2). + J - Mô men quán tính của bề rộng ván J = 28,46 + 20,02 = 48,48 (cm4). - Độ võng cho phép tính theo công thức : . Vậy: . Thoả mãn điều kiện dộ võng. Do đó ta chọn khoảng cách giữa các nẹp đứng l = 60(cm) là thoả mãn. Kết luận:Ván khuôn có d = 3(cm) Khoảng cách giữa các gông: lg = 50(cm).Đảm bảo ổn định. Cấu tạo ván khuôn cổ móng 2.3- Thiết kế ván khuôn thành giằng móng( cao 50cm) : Ta chọn ván khuôn như sau: Theo chiều cao thành giằng ta chọn 2 tấm ván khuôn có bề rộng b=25 cm, dày 3cm * Lựa chọn khoảng cách sườn đứng: Tính cho giằng móng có kích thước lớn nhất và bố trí cho các giằng còn lại. Ta tính toán giằng GM1 có kích thước giằng móng : 220´700 cm, do đó ta chọn ván khuôn g , có W= 4,42 (cm3); J=20,02(cm4) a. Sơ đồ tính: * Ván khuôn thành dầm được xem như dầm liên tục với các gối đỡ là các nẹp đứng. Nhịp của dầm là khoảng cách giữa các nẹp đứng. b. Tải trọng tác dụng: * Tải trọng tính toán tác dụng lên ván khuôn dầm gồm có tĩnh tải và hoạt tải tác dụng vào thành giằng móng (giằng móng ta dùng phương pháp đổ bê tông tại chỗ) + áp lực đổ bê tông : P1 = n.g.h = 1,3´2500´0,5 = 1625 (KG/m). + áp lực bê tông khi đầm nén : P2 = n.pđ.h = 1,3´200´0,5 = 130 (KG/m). ị Ptt = P1 + P2 = 1625 + 130 = 1755 (KG/m). Coi các tấm ván khuôn làm việc như một dầm liên tục mà gối đỡ là các thanh nẹp đứng . Để ván khuôn chịu được lực tác dụng thì khoảng cách giữa các thanh chống chéo: lch Ê = 27,48(cm) Chọn khoảng cách giữa thanh chống chéo ván khuôn giằng là 30(cm) Kiểm tra lại độ võng ván khuôn thành giằng móng: qtc = (2500´0,4+200).0,4 = 480 (kG/m) fmax == 0,0007 (cm) [f]== 0,075 (cm) ị fmax = 0,0007 (cm) < [f] = 0,075 (cm) Khoảng cách giữa các thanh chống chéo ván khuôn giằng móng thỏa mãn yêu cầu về độ võng. * Các lực ngang tác dụng vào ván khuôn: Ván khuôn thành giằng móng chịu tải trọng tác động là áp lực ngang của hỗn hợp bê tông mới đổ và tải trọng động khi đầm dùi bê tông. Theo tiêu chuẩn thi công bê tông cốt thép TCVN 4453-95 ta tính toán: - áp lực ngang tối đa của vữa bê tông : P= n.g.H*b = 1,3´2500´0,5*0,5= 812,5 Kg/m2 (H = 0,45 m là chiều cao lớp bêtông sinh ra áp lực khi dùng đầm dùi giằng móng) - áp lực khi đầm bê tông thủ công vào ván khuôn: P= 1,3´200*0,5 = 130 Kg/m2. Tải trọng ngang tổng cộng tác dụng vào ván khuôn là: P= P+ P = 812,5 + 130 = 942,5 Kg/m2 +Xác định khoảng cách thanh chống xiên:Mmax==> l chọn khoảng cách chống xiên l= 70cm Với *Kiểm tra điều kiện độ võng =>Đảm bảo độ võng * Tính toán kích thước nẹp đứng. Xem nẹp đứng là dầm liên tục l = 50(cm), chịu lực phân bố điều các gối tựa là các thanh chống nằm ngang. Lực phân bố điều trên thanh nẹp đứng là: qtt = 942,5 (kg/m) Chọn chiều rộng thanh nẹp đứng là 6(cm) thì chiều cao của thanh là: Ta chọn h = 4(cm) Vậy thanh nẹp có tiết diện: 6*4(cm) Cấu tạo ván khuôn giằng móng 2-4. Lựa chọn phương án thi công bê tông: * Hiện nay đang tồn tại ba dạng chính về thi công bê tông: - Thủ công hoàn toàn. - Chế trộn tại chỗ. - Bê tông thương phẩm. * Do mặt bằng công trình lớn, nằm trong trung tâm Thị Xã Ninh Bình,trong khi đó mặt bằng công trình của ta lớn, nhân lực phục vụ công tác Bê tông đầy đủ có kinh nghiệm, mặt bằng thi công rộng, yêu cầu thời gian thi công nhanh. Nên ta chọn phương án thi công trộn thủ công. - Khối lượng bê tông lót móng ta tiên hành thi công trước bằng thủ công.Dùng máy trộn tại công trình và dùng xe cải tiến để vận chuyển bê tông. - Để đảm bảo chất lượng của bê tông , tiến độ thi công công trình và kinh tế ta chọn máy trộn mã hiệu SB-30V có các thông số kỹ thuật sau: Mã Hiệu V (l) V Xuất liệu Dmax Sỏi đá Nquay V/P Ttrộn (s) Nđc Kw Góc nghiêng K.T giới hạn Trọng Lượng (T) Trộn Đổ Dài Rộng Cao SB30v 250 165 70 20 60 4,1 10 50 1,19 1,59 2,26 0,8 * Tính năng suất của máy trộn bê tông móng. N = Trong đó: N: Năng suất của máy trộn bê tông m3/h e: Dung tích của thùng n: Số mẻ trộn trong 1 giờ k1: Hệ số xuất phẩm: k1 = 0,67 k2: Hệ số tận dụng thời gian: k2 = 0,9 Số mẻ trộn tính theo công thức: n = Tck = T1+ T 2+ T 3+ T 4+ T 5 Trong đó: T1: thời gian trút cốt liệu vào cối trộn T2: thời gian quay cối trộn T3: thời gian nghiêng cối để chuẩn bị trút vữa ra T4: thời gian trút vữa vào phương tiện T5: thời gian quay cối trộn về vị trí ban đầu T1=8” ; T2 = 60” ; T3 = T5 = 4” ; T4 = 12”; ị n = = 41 cối trộn/h N= = 6,18 m3/h * Số ca cần thiết để đổ bê tông - Khối lượng bê tông lót móng V = 20,13 m3 Số ca máy: = 0,4 ca chọn 1/2 ca. - Khối lượng bê tông móng V = 104,6m3 Số ca máy: = 2,1 ca * Chọn loại đầm : * Đầm dùi: Loại đầm sử dụng U21 – 75. * Đầm mặt: Loại đầm U7. Các thông số của đầm được cho trong bảng sau: Các chỉ số Đơn vị tính U21 U7 Thời gian đầm bê tông giây 30 50 Bán kính tác dụng cm 20 - 35 20 - 30 Chiều sâu lớp đầm cm 20 - 40 10 - 30 Năng suất: Theo diện tích được đầm m3/ giờ 20 25 Theo khối lượng bê tông m3/ giờ 6 5-7 2.5 Bố trí dây chuyền đổ và đầm bê tông móng: a. Công tác chuẩn bị: - Làm nghiệm thu ván khuôn, cốt thép trước khi đổ bê tông. - Nhặt sạch rác, bụi bẩn trong ván khuôn. - Tưới dầu lên ván khuôn để chống dính giữa ván khuôn và bê tông. - Kiểm tra độ sụt của bê tông, đúc mẫu tại hiện trường để thí nghiệm. b. Đổ và đầm bê tông móng: * Yêu cầu kỹ thuật với bê tông: - Vữa bê tông phải được trộn đều, đảm bảo đồng nhất về thành phần. - Phải đạt mác thiết kế. - Bê tông phải có tính linh động, đảm bảo độ sụt cần thiết. - Thiết kế thành phần hỗn hợp bê tông phải đảm bảo sao cho thỏi bê tông qua được những vị trí thu nhỏ của đường ống và qua được các đường cong khi bơm. - Hỗn hợp bê tông có kích thước tối đa của cốt liệu lớn là 1/3 đường kính trong nhỏ nhất của ống dẫn. - Yêu cầu về nước và độ sụt của bê tông bơm có liên quan với nhau. Lượng nước trong hỗn hợp có ảnh hưởng đến cường độ và độ sụt hoặc tính dễ bơm của bê tông.Có thể dùng phụ gia để tăng tính linh động của bê tông mà vẫn giảm được lượng nước trong vữa bê tông. - Thời gian trộn, vận chuyển, đổ đầm phải đảm bảo, tránh làm sơ ninh bê tông. * Yêu cầu khi đổ bê tông : Việc đổ bê tông phải đảm bảo - Không làm sai lệch vị trí cốt thép, vị trí ván khuôn và chiều dày lớp bảo vệ cốt thép. - Không dùng đầm dùi để dịch chuyển ngang bê tông trong ván khuôn. - Bê tông phải được đổ liên tục cho đến khi hoàn thành một kết cấu nào đó theo qui định của thiết kế. + Chia kết cấu thành nhiều khối đổ theo chiều cao. + Bê tông cần được đổ liên tục thành nhiều lớp có chiều dày bằng nhau phù hợp với đặc trưng của máy đầm sử dụng theo 1 phương nhất định cho tất cả các lớp. * Khi đổ bê tông cần: - Giám sát chặt chẽ hiện trạng ván khuôn đỡ giáo và cốt thép trong quá trình thi công. - Mức độ đổ dày bê tông vào ván khuôn phải phù hợp với số liệu tính toán độ cứng chịu áp lực ngang của ván khuôn do hỗn hợp bê tông mới đổ gây ra. - Khi trời mưa phải có biện pháp che chắn không cho nước mưa rơi vào bê tông. - Chiều dày mỗi lớp đổ bê tông phải căn cứ vào năng lực trộn cự ly vận chuyển, khả năng đầm, tính chất ninh kết và điều kiện thời tiết để quyết định, nhưng phải theo quy phạm. * Yêu cầu khi đầm bê tông: - Đảm bảo sau khi đầm bê tông được đầm chặt không bị rỗ, không bị phân tầng, thời gian đầm bê tông tại 1 vị trí đảm bảo bê tông được đầm kỹ (nước xi măng nổi lên mặt). - Bước di chuyển của đầm dùi không vượt quá 1,5 lần bán kính ảnh hưởng của đầm. Đầm bê tông lớp trên thì phải cắm sâu vào bê tôn