Phương pháp phân tích lựa chọn giải pháp kết cấu

`` MỤC LỤC PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP KẾT CẤU Lựa chọn giải pháp kết cấu cho công trình Giải pháp kết cấu phần thân được lựa chọn là hệ hỗn hợp kết cấu khung cột chịu lực,dầm bêtông cốt thép kết hợp với lõi chịu tải trọng ngang (sơ đồ khung giằng) . Vật liệu sử dụng Chọn vật liệu là bêtông cốt thép với các đặc trưng sau : + Bêtông mác #300 có Rn = 130Kg/cm2 , Rk = 10 Kg/cm2 . + Thép chịu lực AII có Ra = R’a = 2800 Kg/cm2 + Thép cấu tạo AI có Ra = 2300 Kg/cm2 LẬP MẶT BẰNG KẾT CẤU VÀ CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN Chọn chiều dày sàn Chọn chiều dày sàn theo công thức kinh nghiệm : hb = Trong đó : D = 0,8 ÷ 1,4 phụ thuộc vào tải trọng m : Hệ số phụ thuộc loại bản, với bản kê 4 cạnh m = 40 ÷ 45 , với bản loại dầm m = 30 ÷ 35 , với bản côngxôn m = 10 ÷18 l : là cạnh ngắn của ô bản . Xét các ô bản tầng điển hình : Vừa có loại bản làm việc theo 2 phương (bản kê 4 cạnh) , vừa có ô bản làm việc theo một phương (bản loại dầm) . Xét ô bản (3,3x3,1)m (bản kê 4 cạnh) ta có h = = 8,27 cm Xét ô bản (3,3x2,2)m (bản kê 4 cạnh) ta có h = = 6,84 cm Xét ô bản (2,1x5,4)m (bản loại dầm) ta có h = = 7,2 cm Xét ô bản (3,0x5,3)m (bản kê 4 cạnh) ta có h = = 8,0 cm Xét ô bản (3,5x5,3)m (bản kê 4 cạnh) ta có h = = 10,5 cm Vậy chọn chiều dày bản d = 12cm cho tất cả các ô bản . Chọn kích thước tiết diện dầm Chiều cao tiết diện dầm hd chọn sơ bộ theo nhịp : hd = Trong đó : ld : Nhịp của dầm đang xét md :Hệ số , với dầm phụ md =12 ÷20 ,với dầm chính md = 8 ÷12,với đoạn dầm công xôn md = 5÷7 Bề rộng tiết diện dầm bd chọn trong khoảng (0,3 ÷ 0,5)hd - Chiều cao tiết diện dầm chính có nhịp l = 6,9 m hd = = 57,5 cm => chọn bxh = 220x600 - Chiều cao tiết diện dầm dọc có nhịp l = 8,4 m hd = = 60 cm => chọn bxh = 220x600 Các dầm ngoài biên do yêu cầu kiến trúc nên bố trí tiết diện dầm xuống đến tận lanhtô . Do đó chọn tiết diện dầm ngoài biên là : bxh = 220 x 800 - Chiều cao tiết diện dầm phụ dọc d3 có nhịp l = 5,3 m hd = = 33,13 cm => chọn bxh = 220x350 - Chiều cao tiết diện dầm phụ còn lại (các dầm đỡ tường ngăn) chọn chung tiết diện là : 110x350 Sơ bộ xác định kích thước cột Công thức xác định : F = (1,2 – 1,5) Trong đó : F - Diện tích tiết diện cột N - Lực dọc tính toán theo diện truyền tải R - Cường độ chịu nén của vật liệu làm cột Bêtông mác #250 có Rn = 130 (Kg/cm2) , Rk = 10 (Kg/cm2) Tính toán sơ bộ N như sau : N= (Trọng lượng sàn+Trọng lượng dầm+Trọng lượng tường trên dầm+Hoạt tải) + Với cột biên trục (1-C) ta có : Trọng lượng sàn = 4,2x(2,55+3,45)x0,12x2500 = 6300 Kg Trọng lượng dầm = [(3,45+2,55) x0,22x0,6 + 4,2x0,22x0,6 + 4,2x0,11x0,35] x 2500 = 3770 Kg Trọng lượng tường = [(3,45+2,55)x0,22x1,0 +4,2x0,22x2,5+4,2x0,11x2,5] x1800x0,7 = 6029 Kg Hoạt tải = 1,2 x 4,2 x (3,55 + 5,45) x 200 = 6048 Kg Tổng tải trọng là : N = 12x(6300+3770+6029+6048) = 265 764 Kg => Fc = 1,3 x [] = 2658 cm2 Từ diện tích cần thiết của cột Fc như trên ta chọn tiết diện cột biên C1 như sau : Tầng 1,2,3,4 : bxh = 500x600 Tầng 5,6,7,8,9,10,11,12 : bxh = 500x500 + Với cột giữa trục (2-C) ta có : Trọng lượng sàn = 8,4x(2,55+3,45)x0,12x2500 = 12600 Kg Trọng lượng dầm = [(3,45+2,55) x0,22x0,6 + 8,4x0,22x0,6 + 2x8,4x0,11x0,35] x 2500 = 6369 Kg Trọng lượng tường = [(3,45+2,55)x0,22x2,5 +8,4x0,22x2,5+2x0,11x2,5] x1800x0,7 = 10672 Kg Hoạt tải = 1,2 x 8,4x (3,55 + 5,45) x 200 = 12096 Kg Tổng tải trọng là : N = 12x(12600+6369+10672+12096) = 500 844 Kg => Fc = 1,3 x [] = 5008 cm2 Từ diện tích cần thiết của cột Fc như trên ta chọn tiết diện cột giữa C2 như sau : Tầng 1,2,3,4 : bxh = 500x900 Tầng 5,6,7,8,9,10,11,12 : bxh = 500x800 + Với cột giữa trục (4-C) - cột C3 : Chọn theo cấu tạo 400x400 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN CÔNG TRÌNH Tĩnh tải Tĩnh tải các bản sàn + Tĩnh tải sàn : Cấu tạo bản sàn : Bản vẽ kiến trúc . Tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán . Bảng 1. Tĩnh tải tác dụng lên sàn TT Cấu tạo các lớp qtc ( Kg/m2 ) n qtt (Kg/m2 ) 1 Gạch lát Ceramic , 300x300 0,01x2000 20 1,1 22 2 Vữa lót d dày 20 0,02 x 1800 36 1,3 46,8 3 Bản BTCT dày 120 0,12x2500 300 1,1 330 4 Vữa trát trần dày 15 0,015x1800 27 1,3 35,1 Tổng cộng 383 433,9 Bảng 2. Tĩnh tải tác dụng lên sàn vệ sinh TT Cấu tạo các lớp qtc ( Kg/m2 ) n qtt (Kg/m2 ) 1 Gạch chống trơn :200x200x20 0,02x2000 40 1,1 44 2 Vữa lót d dày 20 0,02 x 1800 36 1,3 46,8 3 Bản BTCT dày 120 0,12x2500 300 1,1 330 4 Vữa trát trần dày 15 0,015x1800 27 1,3 35,1 5 Thiết bị vệ sinh 50 1,1 55 Tổng cộng 403 510,9 + Tĩnh tải mái . Tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán . Bảng 3. Tĩnh tải tác dụng lên sàn mái TT Cấu tạo các lớp qtc ( Kg/m2 ) n qtt (Kg/m2 ) 1 Một lớp gạch lá nem : 0,02x1800 36 1,1 39,6 2 Lớp vữa lót d dày 15 0,015 x 1800 27 1,3 35,1 3 Bản BTCT sàn mái dày 100 0,12x2500 300 1,1 330 4 Vữa trát trần dày 15 0,015x1800 27 1,3 35,1 5 Mái tôn + xà gồ 50 1,3 65 Tổng cộng 440 504,8 Ngoài trọng lượng mái còn trọng lượng bể chứa nước , bể có dung tích 50m3 . Trọng lượng bản thân bể và kết cấu dầm đỡ bể : tường xây bể dày 220 , vữa trát bể dày 15 , bể cao 2m , bản Bê tông cốt thép dày 200 , lớp vữa cả trên và dưới dày 50 , kích thước bể : 5,1x5,3m ; do đó ta có:  Qtcb = 2x1000+ 0,2x2500+0,05x1800 = 2590 (Kg / m2) Qttb = 1,1x2x1000+ 1,1x0,2x2500+1,3x0,05x1800 = 2867 (Kg / m2) Trọng lượng tường ngăn và tường bao che Tường ngăn giữa các phòng trong một căn hộ dày 110 , tường bao chu vi nhà và tường ngăn giữa các căn hộ dày 220 . Chiều cao tường được xác định : ht = H – hd,s Trong đó : Ht - Chiều cao tường H - Chiều cao tầng nhà H - Chiều cao dầm hoặc sàn trên tường tương ứng. Và mỗi bức tường cộng thêm 3cm vữa trát (2 bên) : có g = 1800Kg/m3 Ngoài ra khi tính trọng lượng tường, một cách gần đúng ta phải trừ đi phần trọng lượng do cửa đi, cửa sổ chiếm cho ta giảm đi 30% bằng cách ta nhân với hệ số 0.7. + Dầm cao h = 600 - Tường gạch 220: qtc = 0,7x [0,22(3,2-0,6)x1800 ] = 720,72 Kg/m qtt = 1,1x720,72 = 792,79 Kg/m - Tường gạch 110 : qtc = 0,7x [0,11(3,2-0,6)x1800 ] = 360,36 Kg/m qtt = 1,1x720,72 = 396,40 Kg/m + Dầm cao h = 350 - Tường gạch 220: qtc = 0,7x [0,22(3,2-0,35)x1800 ] = 790,02 Kg/m qtt = 1,1x720,72 = 869,02 Kg/m - Tường gạch 110 : qtc = 0,7x [0,11(3,2-0,35)x1800 ] = 395,01 Kg/m qtt = 1,1x720,72 = 434,51 Kg/m + Tường biên (dầm cao 220x800) : qtc = 0,7x [0,22(3,2-0,8)x1800 ] = 665,3 Kg/m qtt = 1,1x665,3= 731,83 Kg/m Hoạt tải sử dụng. Hoạt tải của các phòng được lấy theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737- 1995 và được thống kê trong bảng 6 . Ngoài ra theo tiêu chuẩn cũng chỉ rõ khi tính toán hoạt tải đứng cho nhà cao tầng , cho phép sử dụng hệ số giảm tải để kể đến khả năng sử dụng không đồng thời trên toàn nhà , hệ số này được xác định như sau : + Đối với loại phòng ngủ , phòng ăn , phòng khách , phòng vệ sinh , văn phòng , phòng nồi hơi , phòng động cơ … có diện tích A thoả mãn điều kiện : A > A1 = 9m2 thì nhân với hệ số : yA1 = 0,4 + trong đó A - diện tích chịu tải , tính bằng mét vuông. + Đối với các loại phòng đọc sách , cửa hàng , triển lãm , phòng hội họp , kho , ban công …có diện tích A thoả mãn điều kiện : A>A2 = 36m2 nhân hệ số: yA1 = 0,5 + trong đó A - diện tích chịu tải , tính bằng mét vuông. Bảng 5 : Hoạt tải sàn các phòng Loại sàn Hoạt tải tiêu chuẩn Ptc (daN/m2) n Hoạt tải tính toán Ptt (daN/m2) Phòng ngủ 150 1,3 195 Phòng ăn , phòng khách, buồng vệ sinh, phòng tắm, bếp . 150 1, 3 195 Sảnh , hành lang, cầu thang 300 1,2 360 Mái bằng (tầng kỹ thuật) 75 1,3 97,5 Mái tôn 30 1,3 39 Bảng 6 :Hoạt tải sàn các phòng khi kể đến hệ số giảm tải Loại sàn Hoạt tải (Kg/m2) Diện tích phòng (m2) Quy định hệ số giảm tải Hoạt tải (Kg/m2) Phòng ngủ , Phòng ăn , phòng khách, buồng vệ sinh, phòng tắm, bếp . 195 17,5 10,2 0,83 0,96 161,85 187,2 Sảnh , hành lang, cầu thang 360 11,13 0,94 338,4 TÍNH TOÁN KHUNG K2 Cách tính toán và quy đổi. 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, các lớp trát.. + Hoạt tải: Tải trọng sử dụng trên nhà Ghi chú: Tải trọng do sàn truyền vào dầm của khung được tính toán theo diện chịu tải . 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: qtđ=5xqmax/8 + Tải hình thang có lực phân bố đều ở giữa nhịp là q1, tải phân bố đều tương đương là: qtđ=(1-2b2+b3)q1 Với b=l1/(2.l2) trong đó: l1: phương cạnh ngắn l2: phương cạnh dài Dầm dọc nhà, dầm bo tác dụng vào cột trong diện chịu tải của cột dưới dạng lực tập trung. Xác định tải trọng tác dụng lên khung K2. Tĩnh tải phân bố trên sàn được phân vào các khung theo diện chịu tải xác định theo đường phân giác của hai cạnh ô sàn (bản kê 4 cạnh). Tĩnh tải do trọng lượng tường trên dầm được phân trực tiếp cho dầm. Sơ đồ truyền tải vào khung điển hình như sau: Khung 2 của tầng điển hình: Tải trọng được dồn về khung như sau: Ký hiệu các ô sàn trong tính toán dồn tải về khung K2 + Ô sàn Ô1 kích thước 3100 x 3300: - Tĩnh tải phân bố đều trên sàn: qtt = 433,9 kG/m2. Tải trọng của ô sàn truyền vào dầm phụ dọc có dạng tam giác và 2 lực tập trung tại hai nút: Tải hình thang có qmax là: qmax=3,1.qtt/2=3,1.433,9/2=672,55kG/m Qui đổi tải hình thang về dạng tải phân bố đều có giá trị là q1=445,49 kG/m Tải này lại đựơc dồn về dưới dạng lực tập trung P = 445,49x3,3/2 = 735 Kg Tải tam giác có qmax là: qmax=3,1.qtt/2=3,1.433,9/2=672,55kG/m Qui đổi tải hình tam giác về dạng tải phân bố đều có giá trị là q2=420,34 kG/m - Tương tự hoạt tải tác dụng lên sàn là : qtt = 195 Kg/m2 Tải phân bố : q = 188,9 Kg/m Tải tập trung : P = 330 Kg Tính toán tương tự cho các ô sàn tiếp theo ta có : + Ô sàn Ô2 kích thước 3100 x 2100: (ô sàn có nhà vệ sinh) - Tĩnh tải phân bố đều trên sàn: qtt = 510,9 kG/m2. Tải trọng của ô sàn truyền vào dầm phụ dọc có dạng hình thang và 2 lực tập trung tại hai nút: Tải hình thang có qmax là: qmax=2,1.qtt/2=2,1.510,9/2= 536,4kG/m Qui đổi tải hình thang về dạng tải phân bố đều có giá trị là q1=434,2 kG/m Tải tam giác có qmax là: qmax=2,1.qtt/2=2,1.510,9/2=536,4 kG/m Qui đổi tải hình tam giác về dạng tải phân bố đều có giá trị là q2=335,3 kG/m Tải này lại đựơc dồn về dưới dạng lực tập trung P = 335,3x2,1/2 = 352 Kg - Tương tự hoạt tải tác dụng lên sàn là : qtt = 195 Kg/m2 Tải phân bố : q = 165,7 Kg/m Tải tập trung : P = 174 Kg Tại ô sàn Ô2 ở vị trí hành lang : qtt = 360 Kg/m2 Tải phân bố : q = 306 Kg/m Tải tập trung : P = 321Kg + Ô sàn Ô3 kích thước 2100 x 5300: - Tĩnh tải phân bố đều trên sàn: qtt = 433,9 kG/m2. Tải trọng của ô sàn truyền vào dầm phụ dọc có dạng phân bố đều : (bản kê 2 cạnh) Tải phân bố đều có : q=2,1.qtt/2=2,1.433,9/2= 455,6kG/m - Tương tự hoạt tải tác dụng lên sàn là : qtt = 195 Kg/m2 Tải phân bố : q = 204,8 Kg/m Tại ô sàn Ô3 ở vị trí hành lang : qtt = 360 Kg/m Tải phân bố : q = 378 Kg/m + Ô sàn Ô4 kích thước 3300 x 2200: - Tĩnh tải phân bố đều trên sàn: qtt = 433,9 kG/m2. Tải trọng của ô sàn truyền vào dầm phụ dọc có dạng hình tam giác và 2 lực tập trung tại hai nút: Tải hình thang có qmax là: qmax=2,2.qtt/2=2,2.433,9/2=477,3 kG/m Qui đổi tải hình thang về dạng tải phân bố đều có giá trị là q1=388,9 kG/m Tải này lại đựơc dồn về dưới dạng lực tập trung P = 388,9x3,3/2 = 642 Kg Tải tam giác có qmax là: qmax=2,2.qtt/2=2,2.433,9/2=477,3 kG/m Qui đổi tải hình tam giác về dạng tải phân bố đều có giá trị là q2=298,3 kG/m - Tương tự hoạt tải tác dụng lên sàn là : qtt = 195 Kg/m2 Tải phân bố : q = 134,1 Kg/m Tải tập trung : P = 288 Kg + Ô sàn Ô5 kích thước 3100 x 3000: - Tĩnh tải phân bố đều trên sàn: qtt = 433,9 kG/m2. Tải trọng của ô sàn truyền vào dầm phụ dọc có dạng hình thang và 2 lực tập trung tại hai nút: Tải hình thang có qmax là: qmax=3,0.qtt/2=3,0.433,9/2= 650,9 kG/m Qui đổi tải hình thang về dạng tải phân bố đều có giá trị là q1= 419,8 kG/m Tải tam giác có qmax là: qmax=3,0.qtt/2=3,0.433,9/2=650,9 kG/m Qui đổi tải hình tam giác về dạng tải phân bố đều có giá trị là q2= 406,8 kG/m Tải này lại đựơc dồn về dưới dạng lực tập trung P = 406,8x3/2 = 610 Kg - Tương tự hoạt tải tác dụng lên sàn là : qtt = 195 Kg/m2 Tải phân bố : q = 188,7 Kg/m Tải tập trung : P = 274 Kg + Ô sàn Ô6 kích thước 3000 x 5300: - Tĩnh tải phân bố đều trên sàn: qtt = 433,9 kG/m2. Tải trọng của ô sàn truyền vào dầm phụ dọc có dạng hình thang và 2 lực tập trung tại hai nút: Tải hình thang có qmax là: qmax=3,0.qtt/2=3,0.433,9/2= 650,9 kG/m Qui đổi tải hình thang về dạng tải phân bố đều có giá trị là q1= 561,4 kG/m Tải tam giác có qmax là: qmax=3,0.qtt/2=3,0.433,9/2=650,9 kG/m Qui đổi tải hình tam giác về dạng tải phân bố đều có giá trị là q2= 406,8 kG/m Tải này lại đựơc dồn về dưới dạng lực tập trung P = 406,8x3/2 = 610 Kg - Tương tự hoạt tải tác dụng lên sàn là : qtt = 195 Kg/m2,khi kể đến hệ số giảm tải qtt = 161,85 Kg/m Tải phân bố : q = 209,4Kg/m Tải tập trung : P = 228 Kg + Ô sàn Ô7 kích thước 3500 x 3100: - Tĩnh tải phân bố đều trên sàn: qtt = 433,9 kG/m2. Tải trọng của ô sàn truyền vào dầm phụ dọc có dạng hình tam giác và 2 lực tập trung tại hai nút: Tải hình thang có qmax là: qmax=3,1.qtt/2=3,1.433,9/2= 672,5 kG/m Qui đổi tải hình thang về dạng tải phân bố đều có giá trị là q1= 467,1 kG/m Tải này lại đựơc dồn về dưới dạng lực tập trung P = 467,1x3,5/2 = 817 Kg Tải tam giác có qmax là: qmax=3,1.qtt/2=3,1.433,9/2=672,5 kG/m Qui đổi tải hình tam giác về dạng tải phân bố đều có giá trị là q2= 420,3 kG/m - Tương tự hoạt tải tác dụng lên sàn là : qtt = 195 Kg/m2 Tải phân bố : q = 188,9 Kg/m Tải tập trung : P =367 Kg + Ô sàn Ô8 kích thước 3500 x 1600: (ô sàn có nhà vệ sinh) - Tĩnh tải phân bố đều trên sàn: qtt = 510,9 kG/m2. Tải trọng của ô sàn truyền vào dầm phụ dọc là 2 lực tập trung tại hai nút: (bản kê 2 cạnh) Tải phân bố đều trên sàn là: q=1,6.qtt/2=1,6.510,9/2= 408,72 kG/m Tải này lại đựơc dồn về dưới dạng lực tập trung P = 408,72x3,5/2 = 715 Kg - Tương tự hoạt tải tác dụng lên sàn là : qtt = 195 Kg/m2 Tải tập trung : P = 273 Kg + Ô sàn Ô9 kích thước 3500 x 3700: - Tĩnh tải phân bố đều trên sàn: qtt = 433,9 kG/m2. Tải trọng của ô sàn truyền vào dầm phụ dọc có dạng hình thang và 2 lực tập trung tại hai nút: Tải hình thang có qmax là: qmax=3,5.qtt/2=3,5.433,9/2= 759,3 kG/m Qui đổi tải hình thang về dạng tải phân bố đều có giá trị là q1= 499,9 kG/m Tải tam giác có qmax là: qmax=3,5.qtt/2=3,5.433,9/2=759,3 kG/m Qui đổi tải hình tam giác về dạng tải phân bố đều có giá trị là q2= 474,6 kG/m Tải này lại đựơc dồn về dưới dạng lực tập trung P = 474,6x3,5/2 = 831 Kg - Tương tự hoạt tải tác dụng lên sàn là : qtt = 195 Kg/m2 Tải phân bố : q = 224,7 Kg/m Tải tập trung : P = 373 Kg + Ô sàn Ô10 kích thước 2200 x 800: (ô sàn ban công) - Tĩnh tải phân bố đều trên sàn: qtt = 433,9 kG/m2. Tải trọng của ô sàn truyền vào dầm phụ dọc có dạng phân bố đều và 2 lưc tập trung : Tải phân bố đều có : q=0,8.qtt/2=0,8.433,9/2= 173,6 kG/m Phần tải còn lại đựơc dồn về dưới dạng lực tập trung P = 173,6x2,2/2 = 191 Kg - Tương tự hoạt tải tác dụng lên sàn là : qtt = 195 Kg/m2 Tải phân bố : q = 78 Kg/m Tải tập trung : P = 86 Kg Tải trọng tường trên dầm dọc là tải phân bố,tường trên dầm phụ ngang được dồn về dầm phụ dọc dưới dạng lực tập trung , sau đó tất cả các tải trọng tác dụng trên các dầm này lại được dồn về khung tính toán dưới dạng lực tập trung. Tải trọng tập trung do tường trên dầm dồn về dầm dọc như sau : + tường trên ô 3,3m : tường 110 trên dầm 350. P = 434,5 x 3,3 / 2 = 717 (Kg) + tường trên ô 2,1m : P = 434,5x2,1/2 = 456 (Kg) + tường trên ô 3,0m : P = 434,5x3,0/2 = 652 (Kg) + tường trên ô 3,5m : P = 434,5x3,5/2 = 760 (Kg) Tải trọng gió Giá trị tiêu chuẩn của thành phần gió tĩnh (W) ở độ cao (Z) được xác định theo công thức : Wtc = W0 . K.c Giá trị tính toán : Wtt = W0 . K.c Trong đó : n : là hệ số vượt tải n = 1,2 W0 : giá trị áp lực gió (W0 = 95Kg/m2) . Khu vực Hà nội thuộc vùng áp lực gió II.B k : hệ số kể đến sự thay đổi áp lực gió theo cao độ và dạng địa hình c : Hệ số khí động C = +0,8 với mặt đón gió C = - 0,6 với mặt hút gió => Phía gió đẩy : Wtt đ = 1,2 x 95 x 0,8 x k = 92,1 x k (Kg/m2) => Phía gió hút : Wtt h = 1,2 x 95 x 0,6 x k = 68,4 x k (Kg/m2) Áp lực gió tại các mức sàn : Bảng 7 . Áp lực gió tại cao trình mức sàn Sàn tầng Cao độ Z(m) k Wtt đ (Kg/m2) Wtt h (Kg/m2) 2 4.5 0.86 78.432 58.824 3 7.7 0.9448 86.166 64.624 4 10.9 1.0144 92.513 69.385 5 14.1 1.0656 97.183 72.887 6 17.3 1.103 100.594 75.445 7 20.5 1.1345 103.466 77.600 8 23.7 1.1633 106.093 79.570 9 26.9 1.1921 108.720 81.540 10 30.1 1.2206 111.319 83.489 11 33.3 1.2398 113.070 84.802 12 36.5 1.259 114.821 86.116 Sàn Mái 39.7 1.2782 116.572 87.429 Lực tập trung đặt tại đỉnh mái : S đ = 686 (Kg) , S h = 514 (Kg) Dồn tải trọng gió về khung K2 theo độ cứng . - Xác định độ cứng khung K2 :Coi khung K2 như một thanh công xôn có độ cao là h , độ cứng là K , khi chịu một lực tác dụng là P=1 đơn vị sẽ có chuyển vị là Δ . Theo sức bền vật liệu , ta có thể xác định được chuyển vị này : Δ = hay Δ = - Sử dụng chương trình Sap2000 ta có thể xác định đựơc chuyển vị này với việc khai báo khung K2 cùng các thông số về độ cứng của từng cấu kiện thanh (frame) . Mômen quán tính Jx ,Jy xác định như sau : J = (do dầm , cột đều có tiết diện chữ nhật) Tiết diện và độ cứng khai báo lần lượt là : +Cột C1 : từ tầng 1 đến tầng 4 : A = 0,5x0,6 m2 Jx = 0,6x0,53 / 12 = 6,25x10-3 m4 Jy = 0,5x0,63 / 12 = 9x10-3 m4 +Cột C2 : từ tầng 1 đến tầng 4 : A = 0,5x0,9 m2 Jx = 0,9x0,53 / 12 = 9,375x10-3 m4 Jy = 0,5x0,93 / 12 = 30,375x10-3 m4 +Cột C1 : từ tầng 5 đến tầng 12 : A = 0,5x0,5 m2 Jx = 0,5x0,53 / 12 = 5,2x10-3 m4 Jy = 0,5x0,93 / 12 = 5,2x10-3 m4 +Cột C2 : từ tầng 5 đến tầng 12 : A = 0,5x0,8 m2 Jx = 0,8x0,53 / 12 = 8,33x10-3 m4 Jy = 0,5x0,83 / 12 = 21,33x10-3 m4 +Dầm trên tất cả các tầng : A = 0,22x0,6 m2 Jx = 0,22x0,63 / 12 = 3,96x10-3 m4 Jy = 0,6x0,223 / 12 = 0,5324x10-3 m4 Với số liệu đầu vào này , chương trình Sap2000 cho ta kết quả chuyển vị khi chịu lực P=1(Kg) như sau : Δ = 2,619x10-6 (m) Với kết quả này ta xác định được Jx = 1,18 (m4) . Vậy độ cứng của khung K2 là: K2= 1,18E . - Xác định độ cứng khung K1 : bằng cách tương tự ta có độ cứng khung K1 : Δ = 2,855x10-6 (m) => Jx = 1,08 (m4) Vậy độ cứng khung K1 là : K1= 1,08E - Xác định độ cứng lõi thang máy và vách cứng: Theo SBVL ta có thể quy đổi lõi thang máy về một vách có độ cứng tương đương như sau : + Trước hết xác định toạ độ trọng tâm của lõi thang máy : Xác định diện tích của lõi A = Xác định mômen tĩnh đối với các trục : Sx = yC .A , Sy = xC .A Từ đó xác định được toạ độ trọng tâm C : (như hình vẽ) xC = ,yC = + Xác định mômen quán tính chính trung tâm (mômen quán tính đối với trục chính trung tâm) : Iu = Ix + a2.A , Iv = Iy + b2.A Từ đó ta có : I1 = = 2,1746 (m4) I2 = = 1,022 (m4) I3 = = 0,0018 (m4) I4 = = 0,2828 (m4) I5 = = 0,0258 (m4) I = 2I1 + I2 + I3 + 2I4 + I5 = 5,9641 (m4) Vậy độ cứng của lõi thang máy là Kt = 5,9641E Với vách cứng : I= = 2,157 (m4) Vậy độ cứng của vách là : Kv = 2,157E Tải trọng gió phân về khung K2 : W2 = = = 0,0787. W Giá trị áp gió tại cao trình các mức sàn phân về khung K2 như sau : Bảng 8 . Áp lực gió tại cao trình mức sàn Sàn tầng Cao độ Z(m) k Wtt đ (Kg/m) Wtt h (Kg/m) 2 4.5 0.86 311.10 233.32 3 7.7 0.9448 341.77 256.33 4 10.9 1.0144 366.95 275.21 5 14.1 1.0656 385.47 289.10 6 17.3 1.103 399.00 299.25 7 20.5 1.1345 410.40 307.80 8 23.7 1.1633 420.82 315.61 9 26.9 1.1921 431.23 323.43 10 30.1 1.2206 441.54 331.16 11 33.3 1.2398 448.49 336.37 12 36.5 1.259 455.43 341.58 Sàn Mái 39.7 1.2782 462.38 346.78 Tổ hợp nội lực Sau khi kiểm tra kết quả tính toán ta tiến hành tổ hợp nội lực nhằm tìm ra nội lực nguy hiểm nhất để thiết kế cấu kiện. Nội lực được tổ hợp theo hai tổ hợp cơ bản: + Tổ hợp cơ bản 1: gồm tĩnh tải cộng với một trường hợp hoạt tải, trong đó hệ số tổ hợp lấy bằng 1,0 . + Tổ hợp cơ bản 2: gồm tĩnh tải cộng với hai trường hợp hoạt tải trở lên, trong đó hoạt tải được nhân với hệ số 0,9 Tổ hợp nội lực dầm: cần xét các cặp nội lực sau: MMAX MMIN QMAX QTƯ QTƯ MTƯ Tổ hợp nội lực cột : cần xét các cặp nội lực sau: MMAX MMIN NMAX NTƯ NTƯ MTƯ Các trường hợp tải trọng: Trường hợp tĩnh tải. Trường hợp hoạt tải( bao gồm hai loại hoạt tải chất cách tầng cách nhịp) . Trường hợp gió trái Trường hợp gió phải Nội lực cột và dầm được tổ hợp và lập thành bảng.(Xem bảng tổ hợp nội lực). Tính và bố trí cốt thép khung K2 Tính thép cột a. Tính cột tầng 1 trục D: (cột C1) Tiết diện cột 50x60 cm Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn được 3 cặp nội lực để tính toán như sau: Cặp 1: Mmax và Ntư: M = 21397 kGm N = -398639 kG Cặp 2: Mmin và Ntư: M = -21675 kGm N = -431348 kG Cặp 3: Mtư và Nmax: M = 20617 kGm N = -498735 kG Tính toán cốt thép cho 1 cặp nội lực nguy hiểm Ta chọn cặp thứ 3 là cặp có lực dọc với trị tuyệt đối lớn nhất và mômen cũng lớn để tính thép và kiểm tra cho 2 cặp còn lại. Tiết diện cột là: bxh=50x60cm Giả thiết a = 5 cm Þ h0 = h-a = 60 – 5 = 55 cm Chiều dài tính toán là: l0 =0,7.495=346,5 cm Nhận thấy : = 346,5/60 = 5,78 Vậy khi tính toán ta có thể bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc. Độ lệch tâm ngẫu nhiên eng = max () = = 2,4 cm Độ lệch tâm ban đầu: 4,13cm Độ lệch tâm toàn phần: e0 = eng + e01 = 2,4 + 4,13=6,53 cm Độ lệch tâm giới hạn: e0gh = 0,4(1,25h - a0h0) = 0,4(1,25.60 – 0,58.55) = 17,24cm > e0 = 6,53cm Þ Tính theo lệch tâm bé Khoảng cách từ điểm đặt của lực dọc đến trọng tâm của cốt thép chịu kéo Fa: e = e0 + 0,5h – a = 6,53 + 0,5.60 – 5 = 31,53 cm Chiều cao vùng chịu nén: cm Ta có x = 76,73 cm > a0h0 = 0,58.55 = 31,9cm nên x được tính lại theo công thức: x = = 60-(1,8 + 0,5.60/55 – 1,4.0,58)6,53 = 49,98 cm Diện tích cốt thép: cm2Hàm lượng cốt thép: mt = Kiểm tra cho cặp thứ nhất:( cặp có mômen dương lớn nhất) Cặp 1: Mmax và Ntư: M = 21397 kGm N = -398639 kG Độ lệch tâm ngẫu nhiên eng = max () = = 2,4 cm Độ lệch tâm ban đầu: cm Độ lệch tâm toàn phần: e0 = eng + e01 = 2,4 + 5,37= 7,77 cm Độ lệch tâm giới hạn: e0gh = 0,4(1,25h - a0h0) = 0,4(1,25.60 – 0,58.55) = 17,24 cm > e0 = 7,77cm Þ Tính theo lệch tâm bé Khoảng cách từ điểm đặt của lực dọc đến trọng tâm của cốt thép chịu kéo Fa: e = e0 + 0,5h – a = 7,77 + 0,5.60 – 5 = 32,77 cm Chiều cao vùng chịu nén: cm Ta có x = 61,33cm > a0h0 = 31,9 cm nên x được tính lại theo công thức: x = = 60-(1,8 + 0,5.60/55 – 1,4.0,58)7,77 = 48,09 cm =>Kiểm tra điều kiện cường độ theo điều kiện: Ne £ Rnbx(h0 – 0,5x) + Ra’Fa’ (h0 – a’ ) VT = 398639.32,77= 13 063 400 kGcm VP = 130.50.48,09.(55 – 0,5.48,09) + 2800.42,68(55-5) = 15 651 269 > VT (thỏa mãn) Vậy thép đã tính thỏa mãn chịu cặp mômen Mmax và Ntư Kiểm tra cho cặp thứ hai:( cặp có mômen âm lớn nhất) Cặp 2: Mmin và Ntư: M = -21675 kGm, N = -431348 kG Độ lệch tâm ngẫu nhiên eng = max () = = 2,4 cm Độ lệch tâm ban đầu: cm Độ lệch tâm toàn phần: e0 = eng + e01 = 2,4 + 5,02= 7,42 cm Độ lệch tâm giới hạn: e0gh = 0,4(1,25h - a0h0) = 0,4(1,25.60 – 0,58.55) = 17,24cm > e0 =7,42cm Þ Tính theo lệch tâm bé Khoảng cách từ điểm đặt của lực dọc đến trọng tâm của cốt thép chịu kéo Fa: e = e0 + 0,5h – a = 7,42+ 0,5.60 – 5 = 32,42 cm Chiều cao vùng chịu nén: cm Ta có x =66,36cm > a0h0 = 0,58.55 = 31,9cm nên x được tính lại theo công thức: x = = 60-(1,8 + 0,5.60/55 – 1,4.0,58)7,42 = 48,62 cm =>Kiểm tra điều kiện cường độ theo điều kiện: Ne £ Rnbx(h0 – 0,5x) + Ra’Fa’ (h0 – a’ ) VT = 431348.32,42= 13 984 302 kGcm VP = 130.50.48,62.(55 – 0,5.48,62) + 2800.42,68(55-5) = 15 674 161 > VT (thỏa mãn) Vậy thép đã tính thỏa mãn chịu cặp mômen Mmin và Ntư Cốt thép tính toán cho cột A1 và D1 là 42,68 cm2. Bố trí cốt thép : Chọn thép 5f36 (Fa = 50,89 cm2) Bố trí : b. Tính cột tầng 1 trục C: (cột C2) Tiết diện cột 50x90 cm Từ bảng tổ hợp nội lực ta chọn được 3 cặp nội lực để tính toán như sau: Cặp 1: Mmax và Ntư: M = 30065 kGm N = -630590 kG Cặp 2: Mmin và Ntư: M = -27966 kGm N = -566404 kG Cặp 3: Mtư và Nmax: M = -22630 kGm N = -797385 kG Tính toán cốt thép cho 1 cặp nội lực nguy hiểm Ta chọn cặp thứ 3 là cặp có lực dọc với trị tuyệt đối lớn nhất và mômen cũng lớn để tính thép và kiểm tra cho 2 cặp còn lại. Tiết diện cột là: bxh=50x90cm Giả thiết a = 5 cm Þ h0 = h-a = 90 – 5 = 85 cm Chiều dài tính toán là: l0 = 0,7.495=346,5 cm Nhận thấy : = 346,5/90 = 3,85 Vậy khi tính toán ta có thể bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc. Độ lệch tâm ngẫu nhiên eng = max () = = 3,6 cm Độ lệch tâm ban đầu: 2,84cm Độ lệch tâm toàn phần: e0 = eng + e01 = 3,6 + 2,84 = 6,44 cm Độ lệch tâm giới hạn: e0gh = 0,4(1,25h - a0h0) = 0,4(1,25.90 – 0,58.85) = 25,28 cm > e0 = 6,44cm Þ Tính theo lệch tâm bé Khoảng cách từ điểm đặt của lực dọc đến trọng tâm của cốt thép chịu kéo Fa: e = e0 + 0,5h – a = 6,44 + 0,5.90 – 5 = 46,44 cm Chiều cao vùng chịu nén: cm Ta có x = 122,67 cm > a0h0 = 0,58.85 = 49,3 cm nên x được tính lại theo công thức: x = = 90-(1,8 + 0,5.90/85 – 1,4.0,58)6,44 = 80,23 cm Diện tích cốt thép: =60,82cm2Hàm lượng cốt thép: mt = Kiểm tra cho cặp thứ nhất:( cặp có mômen dương lớn nhất) Cặp 1: Mmax và Ntư: M = 30065 kGm N = -630590 kG Độ lệch tâm ngẫu nhiên eng = max () = = 3,6 cm Độ lệch tâm ban đầu: 4,77cm Độ lệch tâm toàn phần: e0 = eng + e01 = 3,6 + 4,77 = 8,37 cm Độ lệch tâm giới hạn: e0gh = 0,4(1,25h - a0h0),, = 0,4(1,25.90 – 0,58.85) = 25,28 cm > e0 = 8,37cm Þ Tính theo lệch tâm bé Khoảng cách từ điểm đặt của lực dọc đến trọng tâm của cốt thép chịu kéo Fa: e = e0 + 0,5h – a = 8,37 + 0,5.90 – 5 = 48,37 cm Chiều cao vùng chịu nén: cm Ta có x = 97,01cm > a0h0 = 49,3 cm nên x được tính lại theo công thức: x = = 90-(1,8 + 0,5.90/85 – 1,4.0,58)8,37 = 77,30 cm =>Kiểm tra điều kiện cường độ theo điều kiện: Ne £ Rnbx(h0 – 0,5x) + Ra’Fa’ (h0 – a’ ) VT = 630590.48,37= 30 501 638 kGcm VP = 130.50.77,3.(85 – 0,5.77,3) + 2800.60,82(85-5) = 36 912 238 > VT (thỏa mãn) Vậy thép đã tính thỏa mãn chịu cặp mômen Mmax và Ntư Kiểm tra cho cặp thứ hai:( cặp có mômen âm lớn nhất) Cặp 2: Mmin và Ntư: M = -27966 kGm N = -566404 kG Độ lệch tâm ngẫu nhiên eng = max () = = 3,6 cm Độ lệch tâm ban đầu: 4,94cm Độ lệch tâm toàn phần: e0 = eng + e01 = 3,6 + 4,94 = 8,54 cm Độ lệch tâm giới hạn: e0gh = 0,4(1,25h - a0h0),, = 0,4(1,25.90 – 0,58.85) = 25,28 cm > e0 = 8,54cm Þ Tính theo lệch tâm bé Khoảng cách từ điểm đặt của lực dọc đến trọng tâm của cốt thép chịu kéo Fa: e = e0 + 0,5h – a = 8,54 + 0,5.90 – 5 = 48,54 cm Chiều cao vùng chịu nén: cm Ta có x = 87,14cm > a0h0 = 49,3 cm nên x được tính lại theo công thức: x = = 90-(1,8 + 0,5.90/85 – 1,4.0,58)8,54 = 77,04 cm =>Kiểm tra điều kiện cường độ theo điều kiện: Ne £ Rnbx(h0 – 0,5x) + Ra’Fa’ (h0 – a’ ) VT = 566404.48,54= 27 493 250 kGcm VP = 130.50.77,04.(85 – 0,5.77,04) + 2800.60,82(85-5) = 36 899 005 > VT (thỏa mãn) Vậy thép đã tính thỏa mãn chịu cặp mômen Mmin và Ntư Cốt thép tính toán cho cột A1 và D1 là 60,82 cm2. Bố trí cốt thép : Chọn thép 5f40 (Fa = 63,83 cm2) Bố trí : Tính toán tương tự ta có kết quả tính và bố trí thép cho các tầng còn lại như sau: Tầng Thống kê thép cột C1 Thống kê thép cột C2 Diện tích (cm2) Hàm lượng (%) Bố trí thép Diện tích (cm2) Hàm lượng (%) Bố trí thép 1 42.68 3.1 10 f 36 60.82 2.86 10 f 40 2 33.85 2.46 10 f 30 37.94 1.79 10 f 32 3 23.49 1.71 10 f 25 25.39 1.19 8 f 30 4 15.2 1.11 10 f 20 12.65 0.6 10 f 20 5 20.39 1.81 10 f 25 19.02 1.17 10 f 25 6 13.15 1.17 10 f 20 10.94 0.67 10 f 20 7 4.99 0.44 10 f 20 - - 10 f 20 8 - - 10 f 20 - - 10 f 20 9 - - 10 f 20 - - 10 f 20 10 - - 10 f 20 - - 10 f 20 11 1.76 0.16 10 f 20 - - 10 f 20 12 6.38 0.57 10 f 20 - - 10 f 20 Tính thép dầm Tính thép dầm chịu lực  Nội lực tính toán được chọn như đã đánh dấu trong bảng tổ hợp nội lực. Ở đây ta chọn các cặp nội lực có mô men dương và mô men âm lớn nhất để tính thép dầm. Tính toán cốt dọc chịu lực: Tính toán với tiết diện chịu mô men âm : Tính toán theo sơ đồ đàn hồi, với bê tông Mác 300 có A0 = 0,412 b Fa’ x h0 a h Fa Vì cánh nằm trong vùng kéo nên bỏ qua, tính toán với tiết diện b x h Tính giá trị: h0 = h – a A = - Nếu A £ A0 thì tra hệ số g theo phụ lục hoặc tính toán : g = 0,5.(1 + ) Diện tích cốt thép cần thiết: Fa = Kiểm tra hàm lượng cốt thép : (%) mmin = 0,15% < m% < mmax Tính toán với tiết diện chịu mô men dương: Do bản sàn đổ liền khối với dầm nên nó sẽ cùng tham gia chịu lực với sườn khi nằm trong vùng nén. Vì vậy khi tính toán với mô men dương ta phải tính theo tiết diện chữ T. Fa b Sc bc Sc hc h0 a h Bề rộng cánh đưa vào tính toán : bc = b + 2.Sc Trong đó độ vươn của sải cánh Sc được quy định như sau: + Sc £ min(;6.hc’,1/2.kcd), Với l là nhịp của dầm hc’ là chiều cao của cánh kcd là khoảng cách giữa hai mép trong của dầm Xác định vị trí trục trung hoà: Mc = Rn.bc.hc’.(h0 - 0,5.hc’) Nếu M £ Mc trục trung hoà qua cánh, lúc này tính toán như đối với tiết diện chữ nhật kích thước bc.h. Nếu M > Mc trục trung hoà qua sườn, cần tính cốt thép theo trường hợp vùng nén chữ T. Áp dụng lý thuyết tính toán cho các cấu kiện dầm trong khung: a.Tính thép dầm D1(tầng1) : Tiết diện Nội lực tính toán M (KgM) Q (Kg) 0 (I) -36414 -22222 3.45 (II) 25919 11565 6.9 (III) -39982 22296 Dầm D1 tầng 1 có kích thước là bxh=22x60cm Bề rộng cánh đưa vào tính toán: bc = b + 2.Sc Trong đó Sc được quy định như sau: + Sc £ = = 115cm + Sc £ 9.hc’=9.12=108 (cm) + Sc £ 1/2.kcd=1/2.668=334 (cm) Vậy chọn Sc = 108 (cm) Þ bc = b + 2.Sc = 22 + 2.108=238 (cm) Giả thiết a = 4 cm Þ h0 = 60 – 4 = 56 (cm) Xác định giá trị mômen ứng với trường hợp trục trung hòa đi qua mép dưới của cánh: Mc = Rn.bc.hc.(h0 - 0,5.hc) = 130.238.12.(56 - 0,5.12) = 18 564 000 (kGcm). Tiết diện I: - Tiết diện này chịu Mômen âm Tính toán cốt thép chịu Mômen âm: M= -3 641 400 kGcm Tính toán như tiết diện hình chữ nhật: 22 × 60 cm A = = 0,406 < A0 = 0,412 => g = 0,5.(1 + ) = 0,5.(1+) = 0,717 Diện tích cốt thép cần thiết: Fa = = = 32,39 (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : (%) = 2,6% > mmin = 0,05 % Chọn thép Fa: 3f30 + 2f28 (Fa = 33,53 cm2) Tiết diện II: Tính toán cốt thép chịu Mômen dương: Nội lực tính toán: M= 2 591 900 Kgcm Ta có M= 2 591 900 kGcm < Mc =18 564 000 kGcm nên trục trung hòa đi qua cánh, tính toán như tiết diện chữ nhật 238 x60 cm. A = < A0 = 0,412 Fa = (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép: m% = > mmin = 0,05 % Chọn thép 2f28 + f25 (Fa = 17,23cm2) Tiết diện III: Tính toán cốt thép chịu Mômen âm: M= -39 982 00kGcm Tính toán như tiết diện hình chữ nhật: 22 × 60 cm A = > A0 = 0,412 Tiết diện này tính cốt kép Fa’= (cm2) Fa = = = 35,26 (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép: m% = > mmin = 0,05 % Chọn thép Fa: 5f30 (Fa = 35,34cm2) Bố trí : b.Tính thép dầm D2(tầng1) : Tiết diện Nội lực tính toán M (KgM) Q (Kg) 0 (I) -32459 -21904 2,55 (II) 15175 9037 5,1 (III) -31629 19667 Dầm D2 tầng 1 có kích thước là bxh=22x60cm Bề rộng cánh đưa vào tính toán: bc = b + 2.Sc Trong đó Sc được quy định như sau: + Sc £ = = 85cm + Sc £ 9.hc’=9.12=108 (cm) + Sc £ 1/2.kcd=1/2.488=244 (cm) Vậy chọn Sc = 85 (cm) Þ bc = b + 2.Sc = 22 + 2.85=192 (cm) Giả thiết a = 4 cm Þ h0 = 60 – 4 = 56 (cm) Xác định giá trị mômen ứng với trường hợp trục trung hòa đi qua mép dưới của cánh: Mc = Rn.bc.hc.(h0 - 0,5.hc) = 130.192.12.(56 - 0,5.12) = 14 976 000 (kGcm). Tiết diện I: - Tiết diện này chịu Mômen âm Tính toán cốt thép chịu Mômen âm: M= -32 459 00 kGcm Tính toán như tiết diện hình chữ nhật: 22 × 60 cm A = = 0,362 < A0 = 0,412 => g = 0,5.(1 + ) = 0,5.(1+) = 0,763 Diện tích cốt thép cần thiết: Fa = = = 27,13 (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : (%) = 2,2% > mmin = 0,05 % Chọn thép Fa: 4f30 (Fa = 28,27cm2) Tiết diện II: Tính toán cốt thép chịu Mômen dương: Nội lực tính toán: M= 15 175 00 Kgcm Ta có M= 15 17500 kGcm < Mc =14 976 000 kGcm nên trục trung hòa đi qua cánh, tính toán như tiết diện chữ nhật 192 x60 cm. A = < A0 = 0,412 Fa = (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép: m% = > mmin = 0,05 % Chọn thép 2f28 (Fa = 12,32cm2) Tiết diện III: Tính toán cốt thép chịu Mômen âm: M= -31 629 00kGcm Tính toán như tiết diện hình chữ nhật: 22 × 60 cm A = < A0 = 0,412 => g = 0,5.(1 + ) = 0,5.(1+) = 0,771 Diện tích cốt thép cần thiết: Fa = = = 26,16 (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : (%) = 2,12% > mmin = 0,05 % Chọn thép Fa: 4f30 (Fa = 28,27cm2) Bố trí : c.Tính thép dầm D3(tầng1) : Tiết diện Nội lực tính toán M (KgM) Q (Kg) 0 (I) -33036 -22971 2,55 (II) 16024 6968 5,1 (III) -27989 17613 Dầm D3 tầng 1 có kích thước là bxh=22x60cm Bề rộng cánh đưa vào tính toán: bc = b + 2.Sc Trong đó Sc được quy định như sau: + Sc £ = = 90cm + Sc £ 9.hc’=9.12=108 (cm) + Sc £ 1/2.kcd=1/2.518=259 (cm) Vậy chọn Sc = 90 (cm) Þ bc = b + 2.Sc = 22 + 2.90=202 (cm) Giả thiết a = 4 cm Þ h0 = 60 – 4 = 56 (cm) Xác định giá trị mômen ứng với trường hợp trục trung hòa đi qua mép dưới của cánh: Mc = Rn.bc.hc.(h0 - 0,5.hc) = 130.202.12.(56 - 0,5.12) = 15 756 000 (kGcm). Tiết diện I: - Tiết diện này chịu Mômen âm Tính toán cốt thép chịu Mômen âm: M= -33 036 00 kGcm Tính toán như tiết diện hình chữ nhật: 22 × 60 cm A = = 0,368 < A0 = 0,412 => g = 0,5.(1 + ) = 0,5.(1+) = 0,757 Diện tích cốt thép cần thiết: Fa = = = 27,83 (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : (%) = 2,26% > mmin = 0,05 % Chọn thép Fa: 4f30 (Fa = 28,27cm2) Tiết diện II: Tính toán cốt thép chịu Mômen dương: Nội lực tính toán: M= 16 024 00 Kgcm Ta có M= 16 024 00 kGcm < Mc =14 976 000 kGcm nên trục trung hòa đi qua cánh, tính toán như tiết diện chữ nhật 202 x60 cm. A = < A0 = 0,412 Fa = (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép: m% = > mmin = 0,05 % Chọn thép 2f28 (Fa = 12,32cm2) Tiết diện III: Tính toán cốt thép chịu Mômen âm: M= -27 989 00kGcm Tính toán như tiết diện hình chữ nhật: 22 × 60 cm A = < A0 = 0,412 => g = 0,5.(1 + ) = 0,5.(1+) = 0,807 Diện tích cốt thép cần thiết: Fa = = = 22,12 (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : (%) = 1,8% > mmin = 0,05 % Chọn thép Fa: 2f30 + 2f25 (Fa = 23,95cm2) Bố trí : Để thiên về an toàn ta sẽ bố trí thép trong các dầm D1,D2,D3 tương tự như tầng 1 cho các tầng 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 . d.Tính thép dầm D1(tầng12) : Tiết diện Nội lực tính toán M (KgM) Q (Kg) 0 (I) -16157 -22216 3.45 (II) 6353 2126 6.9 (III) -15257 9990 Dầm D1 tầng 12 có kích thước là bxh=22x60cm Bề rộng cánh đưa vào tính toán: bc = b + 2.Sc Trong đó Sc được quy định như sau: + Sc £ = = 115cm + Sc £ 9.hc’=9.12=108 (cm) + Sc £ 1/2.kcd=1/2.668=334 (cm) Vậy chọn Sc = 108 (cm) Þ bc = b + 2.Sc = 22 + 2.108=238 (cm) Giả thiết a = 4 cm Þ h0 = 60 – 4 = 56 (cm) Xác định giá trị mômen ứng với trường hợp trục trung hòa đi qua mép dưới của cánh: Mc = Rn.bc.hc.(h0 - 0,5.hc) = 130.238.12.(56 - 0,5.12) = 18 564 000 (kGcm). Tiết diện I: - Tiết diện này chịu Mômen âm Tính toán cốt thép chịu Mômen âm: M= -16 157 00 kGcm Tính toán như tiết diện hình chữ nhật: 22 × 60 cm A = = 0,180 < A0 = 0,412 => g = 0,5.(1 + ) = 0,8999 Diện tích cốt thép cần thiết: Fa = = 11,45 (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : (%) = 0,93% > mmin = 0,05 % Chọn thép Fa: 4f20(Fa = 12,56 cm2) Tiết diện II: Tính toán cốt thép chịu Mômen dương: Nội lực tính toán: M= 6 353 00 Kgcm Ta có M= 6 353 00 kGcm < Mc =18 564 000 kGcm nên trục trung hòa đi qua cánh, tính toán như tiết diện chữ nhật 238 x60 cm. A = = 0,00655 < A0 = 0,412 0,997 Fa = 4,1(cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép: m% = 0,34%> mmin = 0,05 % Chọn thép 2f18 (Fa = 5,09cm2) Tiết diện III: Tính toán cốt thép chịu Mômen âm: M= -15 257 00kGcm ≈ Tiết diện I . Vậy ta chọn thép cho tiết diện này giống tiết diện I Bố trí : e.Tính thép dầm D2(tầng12) : Tiết diện Nội lực tính toán M (KgM) Q (Kg) 0 (I) -21720 -22296 2,55 (II) 18265 11676 5,1 (III) -24235 20879 Dầm D2 tầng 12 có kích thước là bxh=22x60cm Bề rộng cánh đưa vào tính toán: bc = b + 2.Sc Trong đó Sc được quy định như sau: + Sc £ = = 85cm + Sc £ 9.hc’=9.12=108 (cm) + Sc £ 1/2.kcd=1/2.488=244 (cm) Vậy chọn Sc = 85 (cm) Þ bc = b + 2.Sc = 22 + 2.85=192 (cm) Giả thiết a = 4 cm Þ h0 = 60 – 4 = 56 (cm) Xác định giá trị mômen ứng với trường hợp trục trung hòa đi qua mép dưới của cánh: Mc = Rn.bc.hc.(h0 - 0,5.hc) = 130.192.12.(56 - 0,5.12) = 14 976 000 (kGcm). Tiết diện I: - Tiết diện này chịu Mômen âm Tính toán cốt thép chịu Mômen âm: M= -21 720 00 kGcm Tính toán như tiết diện hình chữ nhật: 22 × 60 cm A = = 0,242 < A0 = 0,412 => g = 0,5.(1 + ) = 0,859 Diện tích cốt thép cần thiết: Fa = = 15,92(cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : (%) = 1,31% > mmin = 0,05 % Chọn thép Fa:2f20 +2f25 (Fa = 16,10cm2) Tiết diện II: Tính toán cốt thép chịu Mômen dương: Nội lực tính toán: M= 18 265 00 Kgcm Ta có M= 18 26500 kGcm < Mc =14 976 000 kGcm nên trục trung hòa đi qua cánh, tính toán như tiết diện chữ nhật 192 x60 cm. A = 0,023< A0 = 0,412 0,988 Fa = 11,79(cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép: m% = 1,07% > mmin = 0,05 % Chọn thép 2f18 +f22 (Fa = 12,69cm2) Tiết diện III: Tính toán cốt thép chịu Mômen âm: M= -24 235 00kGcm Tính toán như tiết diện hình chữ nhật: 22 × 60 cm A = 0,27 < A0 = 0,412 => g = 0,5.(1 + ) = 0,839 Diện tích cốt thép cần thiết: Fa = = 18,42 (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : (%) = 1,5% > mmin = 0,05 % Chọn thép Fa: 4f25 (Fa = 19,64cm2) Bố trí : f.Tính thép dầm D3(tầng12) : Tiết diện Nội lực tính toán M (KgM) Q (Kg) 0 (I) -11301 -8047 2,55 (II) 3570 2807 5,1 (III) -9990 16495 Dầm D3 tầng 12 có kích thước là bxh=22x60cm Bề rộng cánh đưa vào tính toán: bc = b + 2.Sc Trong đó Sc được quy định như sau: + Sc £ = = 90cm + Sc £ 9.hc’=9.12=108 (cm) + Sc £ 1/2.kcd=1/2.518=259 (cm) Vậy chọn Sc = 90 (cm) Þ bc = b + 2.Sc = 22 + 2.90=202 (cm) Giả thiết a = 4 cm Þ h0 = 60 – 4 = 56 (cm) Xác định giá trị mômen ứng với trường hợp trục trung hòa đi qua mép dưới của cánh: Mc = Rn.bc.hc.(h0 - 0,5.hc) = 130.202.12.(56 - 0,5.12) = 15 756 000 (kGcm). Tiết diện I: - Tiết diện này chịu Mômen âm Tính toán cốt thép chịu Mômen âm: M= -11 301 00 kGcm Tính toán như tiết diện hình chữ nhật: 22 × 60 cm A = = 0,126 < A0 = 0,412 => g = 0,5.(1 + ) = 0,932 Diện tích cốt thép cần thiết: Fa = = 7,73 (cm2) Kiểm tra hàm lượng cốt thép : (%) = 0,63% > mmin = 0,05 % Chọn thép Fa: 2f25 (Fa = 9,82cm2) Tiết diện II: Tính toán cốt thép chịu Mômen dương: Nội lực tính toán: M= 12 11500 Kgcm Ta có M= 12 11500 kGcm < Mc =14 976 000 kGcm nên trục trung hòa đi qua cánh, tính toán như tiết diện chữ nhật 202 x60 cm. A = = 0,004< A0 = 0,412 Fa = = 2,28(cm2) Chọn thép 2f18 (Fa = 5,09cm2) Tiết diện III: Tính toán cốt thép chịu Mômen âm: M= -9 990 00kGcm ≈ Tiết diện I Chọn thép Fa: 2f25 (Fa = 9,82cm2) Bố trí : Tính toán cốt đai cho dầm. Để đơn giản trong thi công, ta tính toán cốt đai cho dầm có lực cắt lớn nhất và bố trí tương tự cho các dầm còn lại. Lực cắt lớn nhất trong các dầm: Qmax = -22971 (kG) Kiểm tra điều kiện đảm bảo bêtông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính: Qmax £ k0.Rn.b.h0 Trong đó: Hệ số k0=0,35 với bê tông Mác 300 VP = 0,35.130.22.56 = 56056 (kG) Qmax = 22971 (kG) < 56056 (kG) Þ Thoã mãn điều kiện. Kiểm tra điều kiện bêtông có đủ khả năng chịu cắt không: Qmax £ k1.Rk.b.h0 Trong đó: Hệ số k1=0,6 đối với dầm VP = 0,6.10.22.56 = 7392 (kG) Qmax = 22971 (kG) > 7392 (kG) Như vậy bê tông không đủ khả năng chịu cắt dưới tác dụng của ứng suất nghiêng. Ta cần phải tính toán cốt đai. Chọn đường kính cốt đai là f8 thép AI, có diện tích tiết diện là fđ = 0,503 cm2, Rađ = 1800 kG/cm2. Số nhánh cốt đai n = 2. Khoảng cách cốt đai được lấy như sau: Trong đó: Khoảng cách tính toán của cốt đai: ut = 18,94 (cm) Khoảng cách cực đại giữa hai cốt đai: umax = 45,05(cm). Khoảng cách cấu tạo của cốt đai: = 20cm Vậy , lấy u=15 cm Đoạn gần gối tựa, khoảng nhịp, đặt cốt đai f8a150, đoạn còn lại đặt f8a200 TÍNH THÉP SÀN Cấu tạo các bộ phận của bản sàn Như trên đã chọn, chiều dày bản sàn lấy h = 12 cm. Giải pháp kết cấu sàn sử dụng hệ sàn sườn toàn khối. Các dầm chính, dầm phụ chia hệ sàn thành các loại ô bản như trong sơ đồ sàn. Do một số ô sàn có kích thước tương đối nhỏ, các ô còn lại thì có kích thước tương đối giống nhau, tải trọng tác dụng cũng gần giống nhau nên ta chỉ chọn ra một số ô điển hình để tính toán. Các ô không tính thì khi bố trí thép căn cứ vào các ô đã tính để bố trí thép. Ô3: Có kích thước 2,1x5,3 m. Ô6: Có kích thước 3,0x5,3 m. - Vật liệu: Bê tông mác 300 có Rn = 130 kG/cm2; Rk = 10,0 kG/cm2, a0 = 0,58; A0 = 0,412 Cốt thép sàn dùng loại AI có Ra = 2300 kG/cm2. Tính nội lực các ô sàn + Ô6: Có kích thước 3,0x5,3 m. Nhịp tính toán của ô bản Do ô bản có liên kết cứng cả 4 phía nên: lt1 = l01 = 3,0 m lt2 = l02 = 5,3 m Xét tỷ số l02/ l01 = 5,3/3,0 = 1,77 < 2 Ô bản làm việc theo 2 phương. Tải trọng tính toán: gb = 433,9 KG/m2 pb = 195 KG/m2 qb = gb +pb = 433,9 + 195 = 628,9 KG/m2 Xác định nội lực tính toán: Chọn phương án bố trí thép đều theo mỗi phương ta có phương trình sau: (1) Xét tỷ số : Tra bảng 6.2 giáo trình "Sàn BTCT toàn khối" có: q = 0,42; A1 = B1 = 1,0; A2 = B2 = 0,62 Þ M2 = 0,42M1; MA1 = MB1 = 1,0 M1; MA2 = MB2 = 0,62 M1 Mômen Ô6 M1 (KgM) M2 (KgM) MI (KgM) MII (KgM) 314.19 131.96 314.19 194.8 + Ô3: Có kích thước 2,1x5,3 m. Nhịp tính toán của ô bản Do ô bản có liên kết cứng cả 4 phía nên: lt1 = l01 = 2,1 m lt2 = l02 = 5,3 m Xét tỷ số l02/ l01 = 5,3/2,1 = 2,52 > 2 Ô bản làm việc theo phương cạnh ngắn. Tải trọng tính toán: qb = gb +pb = 433,9 + 195 = 628,9 KG/m2 Xác định nội lực tính toán: Sơ đồ tính toán của bản là dầm 1 nhịp 2,1 m, hai đầu ngàm. Mô men trong bản được tính theo công thức: + Ở giữa nhịp: Mg = =115,6 KgM + Ở đầu ngàm: Mng = = 231,12 Tính toán và bố trí cốt thép Toàn bộ sàn dày h = 12 cm. Chọn ao = 1,5 cm cho mọi tiết diện. Chiều cao làm việc: ho = 12 - 1,5 = 10,5 cm. Cốt thép được tính cho một dải bản rộng 1 m theo phương tính toán. Diện tích cốt thép cần thiết Fa tại các tiết diện được tính toán theo công thức: Fa = Trong đó: M: mô men uốn tại tiết diện tính được ở phần trên. Ra: cường độ chịu kéo của cốt thép. ho: chiều cao làm việc của tiết diện. g: hệ số. g = Với A là hệ số được tính: A = Trong đó: Rn: cường độ chịu nén của bê tông. b: chiều rộng tiết diện, b = 100 cm. Kết quả tính cốt thép được như sau : Diện tích cốt thép Ô6 Fa1 (cm2) Fa2 (cm2) FaI (cm2) FaII (cm2) 1.32 0.55 1.32 0.82 Chọn thép Ф6 a 140  Ф6 a 200  Ф6 a 140  Ф6 a 200 (Fa=2,02cm2) (Fa=1,41cm2) (Fa=2,02cm2) (Fa=1,41cm2) Đối với ô sàn Ô3: Diện tích cốt thép Ô3 Giữa nhịp (cm2) Biên (cm2) 0.48 0.96 Chọn thép Ф6 a 200 Ф6 a 200 (Fa=1,41cm2) (Fa=1,41cm2) TÍNH THÉP CẦU THANG Để việc đi lại thuận tiện giữa chiều cao h và chiều rộng b của bậc thang nên bảo đảm: 2h+b = 60¸63 Độ dốc của thang nên nằm trong khoảng 25 ¸ 36o. Chọn b = 28 cm; h = 16 cm. 1. Tính bản thang: Chiều dài của bản thang theo phương mặt phẳng nghiêng là: Xét tỷ số Bỏ qua sự làm việc theo cạnh dài tính toán bản thang theo phương cạnh ngắn. Sơ đồ tính là dầm đơn giản 2 đầu kê lên cốn thang Xác định kích thước sơ bộ. Chiều dày bản xác định sơ bộ theo công thức: D = 0,8 ¸ 1,4 là hệ số phụ thuộc tải trọng. Chọn D = 1,4 L = l1 = 1,45 m = 30 ¸ 35. Chọn m = 30 Chọn hb =8 cm Nhịp tính toán: bCT : chiều rộng của cốn thang, giả thiết bCT = 10 cm. bt : chiều rộng của tường bt = 22 cm. Tải trọng tác dụng: a/ Tĩnh tải. - Trọng lượng bản thân thang: g1 = 0,08 ´ 2500 ´ 1,1 = 220 (kG/m2) - Trọng lượng lớp vữa trát dưới bản: g2 = 0,015 ´ 1800 ´ 1,3 = 35,1 (kG/m2) - Trọng lượng lớp đá Granitô: - Trọng lượng lớp vữa lót đá Granitô: - Trọng lượng lớp gạch xây bậc: Kết quả tính toán được thể hiện trong bảnh sau: STT Các lớp vật liệu g (kG/m3) gtc(kG/m2) n gtt(kG/m2) 1 Đá granitô 2000 40,93 1,1 45,02 2 Vữa lót 1800 36,84 1,3 47,89 3 Bản thang 2500 200 1,1 220 4 Vữa trát 1800 27 1,3 35,1 5 Gạch xây bậc 1800 125,03 1,1 137,53 Tổng 429,8 485,54 -Tải trọng tác dụng lên bản thang = 485,54 kG/m2 b/ Hoạt tải. Theo TCVN 2737 - 95 có hoạt tải tác dụng lên bản thang là: Ptc = 300 kG/m2; n = 1,2; Ptt = 1,2 x 300 = 360 kG/m2 Tải trọng toàn phần tác dụng lên bản thang là: gttbt = 485,54 + 360 = 845,54 kG/m2 Thành phần tác dụng vuông góc với bản: Thành phần tác dụng dọc trục bản thang, gây nén cho bản: Do q2 << q1 và bê tông là vật liệu chịu nén tốt nên có thể bỏ qua thành phần q2. Tính toán cho một đơn vị diện tích với diện tích chữ nhật chiều cao hb = 8cm; chiều rộng b =100cm Sơ đồ tính toán : Momen lớn nhất: Lực cắt lớn nhất: Tính toán cốt thép theo sơ đồ khớp dẻo: Chọn a0 = 1,5 cm h0 = 8 - 1,5 =6,5 cm. Dự kiến dùng thép f6a140 có . Lấy a = 140 cm. Thép dọc bản thang đặt theo cấu tạo là f6a200 2. Tính toán cốn thang: Xác định sơ bộ kích thước: Chiều cao cốn thang chọn sơ bộ theo công thức: ld là nhịp dầm đang xét: ld = 2,985 md = 12 ¸ 20. Chọn m = 12 Þ . Lấy h = 30cm ; b = 10cm. Tải trọng tác dụng: - Tải trọng lớp vữa vừa trát: - Tải trọng do lan can, tay vịn: - Trọng lượng bản thân: - Tải trọng do bản thang truyền xuống: - Tổng tải trọng tác dụng lên cốn thang: kG/m - Phần tải trọng tác dụng vuông góc với cốn thang: - Phần tải trọng tác dụng song song với cốn thang: - Thành phần q2 gây nén cho cốn thang nhưng do q2<< q1 và bê tông là vật liệu chịu nén tốt nên có thể bỏ qua q2. Sơ đồ tính: Coi cốn thang làm việc như một dầm đơn giản có nhịp tính toán lo= 2,985m Giá trị momen lớn nhất: Giá trị lực cắt lớn nhất: Tính toán cốt thép dọc: Giả thiết a= 3cm, ho =h - a = 30 - 3 = 27 cm Diện tích cốt thép Chọn 1f18 có ; cốt giá lấy 1f12 Hàm lượng cốt thép thực tế: Tính toán cốt đai: Kiểm tra điều liện hạn chế về lực cắt: Vậy thoả mãn điều kiện - Kiểm tra điều kiện dặt cốt đai: nên không phải tính cốt đai. Chọn cốt đai f6 a150. 3. Tính toán bản chiếu nghỉ: Nhịp tính toán của bản: Bản chiếu nghỉ có kích thước . Xét tỷ số : Bản chiếu nghỉ làm việc theo hai phương. Tính cốt thép cho đơn vị diện tích chữ nhật có chiều cao hb= 8cm, chiều rộng b = 100cm. Nhịp tính toán: Tải trọng tác dụng lên bản chiếu nghỉ: Tính tải tính toán: - Granitô 1,5cm : 1,1.0,015.2000 = 33,0 KG/m2 - Vữa lót 1,5cm + vữa trát 1,5cm :1,3.0,03.1800 = 70,2 KG/m2.- Bản BTCT dày 8cm: 1,1.0,08.2500 = 220 KG/m2 Tổng tĩnh tải: g = 323,2 KG/m2 Hoạt tải tính toán: p = 1,2.300 = 360 KG/m2 Tải trọng toàn phần : q = g + p = 323,2 + 360 = 683,2 KG/m2 Xác định nội lực: Sơ đồ tính: Chọn phương án bố trí thép đều theo mỗi phương ta có phương trình sau: (1) Tra bảng ta có: q = 0,5; A1 = B1 = 1; A2 = B2 = 0,8 Þ M2 = 0,5M1 ; MA1 = MB1 = 1 M1 ; MA2 = MB2 = 0,8 M1 Thay vào phương trình (1) ta có : M2 = 0,5M1 = 60,39 KGm MA1 = MB1 = 1M1 = 120,78 KGm MA2 = MB2 = 0,8 M1 = 96,62 KGm Tính toán cốt thép: Tính trên đơn vị diện tích với diện tích hình chữ nhật chiều cao hb, chiều rộng b=100cm. *Cốt thép chịu mômen dương M1 = 120,78 KGm. Chọn a0 = 1,5 cm h0 = 8 - 1,5 = 6,5cm. Chọn f6 a 140 ; * Tính cốt thép chịu mômen âm Chọn a0 = 1,5 cm h0 = 8 - 1,5 = 6,5cm. Chọn f6 a = 20 cm; * Cốt thép chịu mômen dương M2 = 60,39 KGm. Chiều dày lớp bảo vệ là 1,5 cm h0 = 8 - 1,5 - 0,6= 5,9cm. Chọn f 6 a = 20 cm; * Tính cốt thép chịu mômen âm Tính toán tương tự như tính cho mômen dương M1 = 120,78 KGm. Chọn f 6 a 200 ; 4. Tính toán dầm chiếu nghỉ: Xác định sơ bộ kích thước: Chiều cao dầm chọn sơ bộ theo công thức: md = 12 ¸ 20. Lấy md = 12; ld = 3,3 m Þ Lấy b x h = 22 x 30 cm. Tải trọng tác dụng: - Trọng lượng bản thân dầm: gbt = 1,1.0,22.0,3.2500 = 181,5 KG/m - Tải trọng do bản thang truyền vào là phân bố hình thang nhưng để đơn giản cho tính toán và thiên về an toàn có thể coi gần đúng là phân bố đều. Trong đó: ; Vậy Phần tải trọng tập trung do cốn thang truyền vào : - Tổng tải trọng phân bố đều tác dụng lên dầm chiếu nghỉ: q = = 799,85 KG/m Xác định nội lực: Giá trị momen lớn nhất trong dầm là: Giá trị lực cắt lớn nhất trong dầm là: Tính toán cốt thép dọc: Chọn a = 3cm ; ho = 30 - 3 = 27 cm Chọn 2f 20 có Cốt cấu tạo dùng 2f 12 Tính toán cốt đai: Kiểm tra điều liện hạn chế về lực cắt: ; . Điều kiện hạn chế được thoả mãn Kiểm tra điều kiện chịu cắt của bê tông: . nên không phải tính cốt đai. Chọn cốt đai f6 a150 cho hai đoạn = 800mm tính từ đầu dầm. Chọn cốt đai f6 a200 cho đoạn giữa dầm. Chọn cốt đai f6 a150 cho đoạn cốn thang gác lên dầm. TÍNH MÓNG DƯỚI KHUNG K2 Điều kiện địa chất công trình Lớp 1 : Đất lấp dày 2,5m Lớp 2 : Sét pha dày 11,5m Lớp 3 : Cát pha dày 11m Lớp 4 : Cát hạt nhỏ dày 6,2m Lớp 5 : Cát hạt vừa dày 8,8m Lớp 6 : Lớp cuội sỏi chưa kết thúc ở độ sâu hố thăm dò 55m TT Tên lớp đất g (T/m3) W Wnh Wd j (độ) C kg/cm2 N Qc (MPa) Δ 1 Đất lấp 2 Sét pha 1.85 33.1 37.0 23.9 9025 0.14 5 1.52 2.69 3 Cát pha 1,80 29.5 32.5 26.3 12005 0.09 9 1.78 2.65 4 Cát hạt nhỏ 1,86 24.2 - - 30 - 20 7.6 2.63 5 Cát hạt vừa 1.89 17 - - 35 - 40 12 2.63 6 Cuội sỏi 1,96 15 - - 40 - 100 2.63 Lớp 2 là lớp sét pha , có độ sệt : B = = 2,53 => lớp đất ở trạng thái nhão Lớp 3 là lớp cát pha , có độ sệt : B = = 0,52 => lớp đất ở trạng thái dẻo mềm . Lớp 4 là lớp cát hạt nhỏ , có N =20 => lớp đất ở trạng thái chặt vừa Lớp 5 là lớp cát hạt vừa , có N =40 => lớp đất ở trạng thái chặt Lớp 5 là lớp cuội sỏi , có N =100 => lớp đất ở trạng thái rất chặt Ta có kết quả trụ địa chất như sau : Đề xuất phương án móng Việc lựa chọn phương án móng phụ thuộc vào điều kiện địa chất thủy văn và tải trọng tại chân cột,đảm bảo yêu cầu về độ lún của công trình . Ngoài ra còn phụ thuộc vào địa điểm xây dựng để lựa chọn biện pháp thi công cọc. Tải trọng tại chân cột với cột biên là 498,7T, cột giữa là 793,8 T là lớn nên phải chọn móng cọc sâu để đưa tải trọng xuống lớp cuội sỏi phía dưới . Do vậy,các giải pháp móng có thể sử dụng được là: + Phương án móng cọc ép + Phương án cọc khoan nhồi - Phương án móng cọc ép: + Ưu điểm : -Không gây chấn động mạnh . -Dễ thi công , kiểm tra được chất lượng cọc -Giá thành rẻ + Nhược điểm : -Tiết diện cọc nhỏ do đó sức chịu tải của cọc không lớn . - Khó thi công khi phải xuyên qua lớp sét cứng hoặc cát chặt. - Phương án móng cọc khoan nhồi : + Ưu điểm : Có thể khoan đến độ sâu lớn, cắm sâu vào lớp cuội sỏi. Kích thước cọc lớn, sức chịu tải của cọc rất lớn , chịu tải trọng động tốt . Không gây chấn động trong quá trình thi công. + Nhược điểm : Thi công phức tạp , cần phải có thiết bị chuyên dùng . Khó kiểm tra chất lượng cọc . Giá thành tương đối cao. Nhận xét : Với 2 phương án trên ta thấy rằng sử dụng giải pháp móng cọc khoan nhồi là phù hợp hơn về yêu cầu sức chịu tải cũng như khả năng thi công thực tế cho công trình. Thực tế cho thấy việc sử dụng móng cọc khoan nhồi cho nhà cao tầng ở Hà Nội là hợp lý . Tính móng trục C Theo kết quả tính toán của kết cấu thì nội lực tính toán dưới chân cột (đỉnh móng) là: N0tt = -793,8 T. M0tt = -22,63 Tm. Q0tt = -6,64 T. Với lực dọc đưa vào tính toán móng ta phải cộng thêm trọng lượng nền, trọng lượng dầm giằng móng, trọng lượng tường tầng 1. - Trọng lượng nền : Bảng 1: Tĩnh tải nền TT Cấu tạo các lớp qtc ( Kg/m2 ) n qtt (Kg/m2 ) 1 Gạch lát Ceramic: 0,01x2000 20 1,1 22 2 Lớp vữa lót : 0,02 x 1800 36 1,3 46,8 3 Lớp Bêtông gạch vỡ : 0,1x2200 220 1,1 242 4 Cát đen san nền : 0,2x1500 300 1,3 390 5 Đất thiên nhiên : 0,1x1500 150 1,3 195 Tổng cộng : 726 895,8 N1 = 8,4´6´895,8 = 45148,3 (kG) = 45,1 T. - Trọng lượng dầm giằng móng (400´1500mm). N2 = 0,4´1,5´2,5´(6+8.4)x1,1 = 23,8 T. - Trọng lượng tường xây tầng 1(tường 220). N3 = 0,22´1,8´1,1´(6+8,4)x3,9 = 24 T. Vậy nội lực tính toán tại đỉnh móng là: N0tt = 793,8 + 45,1 + 23,8 + 24 = 851,7 T. M0tt = 22,63 Tm. Q0tt = 6,64 T. a. Vật liệu : + Cọc : Bêtông cọc mác 300 có Rn = 130 kG/cm2 , Rk = 10 kG/cm2 Cốt thép dọc chịu lực loại AII có Ra = 2800 kG/cm2 Cốt đai AI có Ra =2100 kG/cm2 Chọn 12 f 25 có Fa = 58,91 cm2 + Đài : Bêtông đài cọc mác 300 có Rn = 130 kG/cm2 Thép AII có Ra = 2800 kG/cm2 Cốt đai AI có Ra =2100 kG/cm2 Lớp lót bêtông gạch vỡ mác 75 , dày 10 cm b. Chọn sơ bộ cọc và đài cọc : Từ tài liệu địa chất chọn : Chiều sâu chôn đài hđ = 2,5 m Chiều dài cọc là 39,5 m kể từ đáy đài, phần cọc ngàm vào lớp đất sỏi là 2 m. Chọn đường kính cọc D = 1,2 m . c. Kiểm tra chiều sâu chôn đài : Kiểm tra điều kiện tính toán theo sơ đồ móng cọc đài thấp : hđ > 0,7 . hmin hmin = tg ( 45o – ) . j , g : gãc ma s¸t trong vµ träng l­îng tù nhiªn cña ®Êt tõ ®¸y ®µi trë lªn. Líp ®Êt lÊp , thµnh phÇn chÝnh lµ c¸t, c¸t pha mµu x¸m n©u, x¸m , tr¹ng th¸i dÎo cøng, Èm cã lÉn g¹ch vôn vµ ®¸ t¶ng , dµy 2,5 m. Dung trọng tự nhiên gw = 1,86 g/cm3 Góc ma sát trong j = 18o Bề rộng đài móng giả thiết b =1,7m => hmin = 1,12m Trong khi đó : hđ chọn là 2,5m > 0,7x1,12m => Thỏa mãn điều kiện. d. Xác định sức chịu tải của cọc : d1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu : Sức chịu tải của cọc nhồi chịu nén : Pv = j . ( m1. m2 . Rb. Fb + Ra . Fa ) + j : hệ số uốn dọc : j = 0,59 (cọc xuyên qua tầng sét yếu,tra bảng) + m1 : hệ số điều kiện làm việc , đối với cọc được nhồi bêtông theo phương thẳng đứng thì m1 = 0,85 + m2 : hệ số điều kiện làm việc, kể đến ảnh hưởng của phương pháp thi công cọc Khi thi công cọc cần dùng ống vách và đổ bêtông dưới huyền phù (bentonite) thì m2 = 0,7 + Rb, Ra : cường độ chịu nén tính toán của bêtông và cốt thép . Rb = 130kg/cm2 Ra = 2800kg/cm2 Fb : Diện tích tiết diện ngang của bêtông cọc Fb = = = 1,13m2 Fa : Diện tích tiết diện ngang của cốt thép dọc : 58,91cm2 => Pv = 0,59x(0,85x0,7x11300x130+2800x58,91) = 613,5 (T) d.2.Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền :  Theo Meyerhof : Pđn = K1 . N . Ap + K2 . Ntb . U. L ( KN) N :chỉ số SPT trung bình trong khoảng 1d dưới mũi cọc và 4d trên mũi cọc:N = 70 Ap : diện tích tiết diện mũi cọc = = = 1,13m2 Ntb : chỉ số SPT trung bình dọc theo thân cọc Ntb = = 34,8 U : chu vi cọc = 2 . p . R = 2 . 3,14 . 0,6 = 3,77 m L : Chiều dài cọc trong phạm vi lớp đất 39,5 m K1: hệ số = 120 cho cọc khoan nhồi K2 : hệ số = 1 cho cọc khoan nhồi ® Pđn = 1468 (T) Ptt = = = 587,3 ( T ) e.Xác định số lượng cọc : n = b . Trong đó : n : số lượng cọc trong đài b : hệ số kinh nghiệm, kể đến ảnh hưởng của lực ngang và mômen , b = 1,2 N : tổng lực đứng kể đến cao trình đáy đài , N = 851,7 T P : sức chịu tải tính toán của cọc , P = 587,3(T) ® n = 1,2 . = 1,74 =>Chọn n = 2 cọc. f.Bố trí cọc : Mặt bằng bố trí cọc như hình vẽ Như vậy kích thước đài sẽ là : 5300x1700x2500 Khoảng cách giữa 2 cọc : 3600 (=3d) Khoảng cách từ mép cọc ngoài cùng tới mép đài là : 250 g.Kiểm tra tải tác dụng lên cọc : Theo các giả thiết gần đúng coi cọc chỉ chịu tải dọc trục và cọc chỉ chịu nén hoặc kéo. Tải trọng tác dụng lên cọc chịu nén nhiều nhất và chịu kéo nhiều nhất xác định theo công thức : P = Nmax : tổng tải trọng đứng tại cao trình đáy đài + Trọng lượng của đài và đất trên đài : Nđtt ≈ n.Fđ. hm . γtb = 1,1.2.5,3.1,7.2,5 = 39,6 (T) Nmax = Ntt + Nđ = 851,7+39,6 = 890,9 (T) My = Mo + Q . hđ = 22,63 + 6,64 . 2,5 = 35,91 Tm xmax = 1,8 m , y max = 0 m , S x= 2 . 1,82 = 6,48 m2 ® P’max = 455,43 ( T) , P’min = 435,48 ( T) ® P’max = 455,43 ( T ) < Pgh = 587,3 ( T ) P’min = 435,48 ( T ) > 0 ® không cần kiểm tra điều kiện chịu nhổ . Vậy cọc đảm bảo khả năng chịu lực . h. Kiểm tra cường độ đất nền : Để kiểm tra cường độ của nền đất tại mỗi cọc, coi đài cọc , cọc và phần đất giữa các cọc là 1 móng khối quy ước có chiều sâu đáy móng bằng khoảng cách từ mặt đất tới mặt phẳng đi qua mũi cọc . Diện tích đáy móng khối quy ước xác định theo công thức : Fđq = ( A1 + 2L tg a ) . ( B1 + 2L tg a ) Trong đó : a = với jtb là góc ma sát trong trung bình của các lớp đất từ mũi cọc trở lên. jtb = = 25o12’ ® a = 6o18’ A1 = 5300 mm , B1 = 1700 mm L : chiều dài cọc tính từ lớp đất thứ 3 (lớp cát pha) tới mũi cọc = 28 m ® Fđq = ( 5,3 + 2 . 28 . tg 6o18’) . ( 1,7 + 2 . 28 . tg6o18’ ) = 11,46 . 7,86 = 90,08m2 Mômen tại tâm khối móng quy ước là : My = Moy = 35,91 Tm Xác định tải trọng tính toán dưới đáy khối móng quy ước (mũi cọc) : +Trọng lượng của đất và đài thuộc móng khối quy ước,tính từ đáy đài trở lên: N1 = Fm.γtb .= 90,08.2,5.2,5 = 563 T +Trọng lượng khối đất từ mũi cọc tới đáy đài: N2 = (Fm –Fc ).lc . γtb γtb = = (1,85.11,5+1,8.11+1,8.6.2+1,8.8,8+1,96.2)/(11,5+11+6,2+8,8+2) = 1,823 T/m3 N2 = (90,08 -1,13.2).39,5.1,823 = 9512 T + Trọng lượng cọc : Qc = 1,1.2.1,13.39,5.2,5 = 245,5 T Tải trọng thẳng đứng tại đáy khối móng quy ước : N = No + N1+N2+Qc = 11182 T Áp lực tính toán tại đáy khối móng quy ước : pmax = + = + =138,24 T/m2 pmin = - = - = 137,76 T/m2 Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước : (Theo công thức của Terzaghi) R = Pgh = 0,5.b.Nγ .γ + g’.h.Nq + c.Nc Lớp cuội sỏi có φ = 400 tra bảng ta có : Nγ = 113 ; Nq =64,2 ; Nc =75,4 Pgh = 0,5.9,93.113 .1,96+ 1,8.41,5.64,2 = 5895,4 T/m2 => R = = = 1965,13 T/m2 Ta có : pmax = 138,24 T/m2 < 1.2.R =2358 T/m2 Ptb = 138T/m2 < R =1965,13 T/m2 Như vậy nền đất dưới mũi cọc đủ khả năng chịu lực. i. Kiểm tra lún cho móng cọc :Thường đảm bảo điều kiện về độ lún theo kinh nghiệm nên không cần kiểm tra. k. Tính toán đài cọc : Tính với cọc tương đương có diện tích = diện tích của cọc thực tế = 1,13 m . Vậy cọc tương đương có kích thước ~ 1 m x 1 m - kiểm tra cột đâm thủng đài theo dạng hình tháp : P [a1 ( bc + c2 ) + a2 ( hc + c1 )] . ho . Rk Trong đó : P : tổng phản lực của cọc nằm ngoài phạm vi đáy tháp đâm thủng ( bỏ trọng lượng đài và đất trên đài ) P = Pmax + Pmin = Nott = 890,91 T bc = hc = 1 m ho : chiều cao hữu ích của đài ( lấy a = 15 cm ) ® ho = 2,5 – 0,15 = 2,35 m C1 , C2 : khoảng cách trên mặt bằng từ mép cột đến mép đáy tháp chọc thủng C1 = 0,85 m , C2 = 0,25 m Rk = 10 kg/cm2 = 100 T/m2 => a1 = 3,59 , a2 = 27,79 VP = [ 3,59 . ( 0,5 + 0,25 ) + 27,79 . ( 0,9 + 0,85 ) ] . 2,35 . 100 = 12061 T ® P = 890,91T < 12061 T ® thoả mãn điều kiện chọc thủng . - Tính toán cắt trên tiết diện nghiêng Điều kiện cường độ : Q b. b . ho . Rk Trong đó : Q : tổng phản lực của các cọc nằm ngoài tiết diện nghiêng : Q = 455,43 T b : bề rộng của đài = 1,7 m ho = 2,35 m , Rk = 100 T/m2 b = 0,7 . C = 0,85 m < 0,5 . ho ® C = 0,5 ho ® b = 1,57 ® VP = 1,57 . 1,7 . 2,35 . 100 = 627,215 ( T ) ® Q = 455,43 (T) < 627,215 ( T ) Vậy thoả mãn điều kiện chịu cắt . - Tính toán đài chịu uốn : Qua việc tính toán chịu uốn xác định diện tích cốt thép đặt ở đáy đài theo phương cạnh dài , cắt qua tiết diện I-I như hình vẽ trên . Diện tích cốt thép xác định theo công thức : Fa = MI : mômen uốn tương ứng với mặt ngàm I-I MI = 455,43 . 1,35 = 614,8 Tm Ra = 2800 kg/cm2 ® Fa = = 103,8 cm2 Chọn 15f30 a120 ( Fa = 106,05 cm2 ) . Theo phương kia đặt thép theo cấu tạo 26f25 a200 . Mặt cắt móng trục C : Tính móng trục D Theo kết quả tính toán của kết cấu thì nội lực tính toán dưới chân cột (đỉnh móng) là: N0tt = -498,74 T. M0tt = -20,62 Tm. Q0tt = -7,93 T. Vậy nội lực tính toán tại đỉnh móng là: (Tính như móng trục C) N0tt = 498,7 + 25,9 + 19,2 + 18,9 = 562,7 T. M0tt = 20,62 Tm. Q0tt = 7,93 T. a. Vật liệu : + Cọc : (Như móng trục C) + Đài : (Như móng trục C) b. Chọn cọc và đài cọc : (Như móng trục C) c. Kiểm tra chiều sâu chôn đài : Kiểm tra điều kiện tính toán theo sơ đồ móng cọc đài thấp : hđ > 0,7 . hmin hmin = tg ( 45o – ) . H = Q0tt = 7,93 T. Bề rộng đài móng giả thiết b =1,7m hmin = 1,15m Trong khi đó : hđ chọn là 2,5m > 0,7x1,15m => Thỏa mãn điều kiện. d. Xác định sức chịu tải của cọc : d1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu : d.2.Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền : Như móng trục C ta có sức chịu tải theo tính toán của cọc là : Ptt = = = 587,3 ( T ) e.Xác định số lượng cọc : Chọn 1 cọc f.Bố trí cọc : Mặt bằng bố trí cọc như hình vẽ Như vậy kích thước đài sẽ là : 1700x1700x2500 Khoảng cách từ mép cọc ngoài cùng tới mép đài là : 250 g.Kiểm tra tải tác dụng lên cọc : Đài 1 cọc do vậy toàn bộ tải trọng sẽ tác dụng lên cọc. P = Nmax : tổng tải trọng đứng tại cao trình đáy đài + Trọng lượng của đài và đất trên đài : Nđtt ≈ n.Fđ. hm . γtb = 1,1.2,5.1,7.1,7.2,5 =19,87 (T) Nmax = Ntt + Nđ = 562,7+19,87 = 582,6 (T) ® Pmax = 582,6 ( T) ® Pmax = 582,6 ( T ) < Pgh = 587,3 ( T ) Vậy cọc đảm bảo khả năng chịu lực . h. Kiểm tra cường độ đất nền : Diện tích đáy móng khối quy ước xác định theo công thức : Fđq = ( A1 + 2L tg a ) . ( B1 + 2L tg a ) jtb = = 25o12’ ® a = 6o18’ L : chiều dài cọc tính từ lớp đất thứ 3 (lớp cát pha) tới mũi cọc = 28 m ® Fđq = ( 1,7 + 2 . 28 . tg 6o18’) . ( 1,7 + 2 . 28 . tg6o18’ ) = 7,86 . 7,86 = 61,78m2 Xác định tải trọng tính toán dưới đáy khối móng quy ước (mũi cọc) : +Trọng lượng của đất và đài thuộc móng khối quy ước,tính từ đáy đài trở lên: N1 = Fm.γtb .= 61,78.2,5.2,5 = 386 T +Trọng lượng khối đất từ mũi cọc tới đáy đài: N2 = (Fm –Fc ).lc . γtb γtb = = 1,85.11,5+1,8.11+1,8.6.2+1,8.8,8+1,96.2)/(11,5+11+6,2+8,8+2) = 1,823 T/m3 N2 = (61,78 -1,13.2).39,5.1,823 = 4286 T + Trọng lượng cọc : Qc = 1,1.2.1,13.39,5.2,5 = 245,5 T Tải trọng thẳng đứng tại đáy khối móng quy ước : N = No + N1+N2+Qc = 5235 T Áp lực tính toán tại đáy khối móng quy ước : pmax = + = + = 85,34 T/m2 pmin = + = - = 84,13 T/m2 Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước : (Theo công thức của Terzaghi) R = Pgh = 0,5.b.Nγ .γ + g’.h.Nq + c.Nc Lớp cuội sỏi có φ = 400 tra bảng ta có : Nγ = 113 ; Nq =64,2 ; Nc =75,4 Pgh = 0,5.9,93.113 .1,96+ 1,8.41,5.64,2 = 5895,4 T/m2 => R = = = 1965,13 T/m2 Ta có : pmax = 85,34 T/m2 < 1.2.R =2358 T/m2 Ptb = 84,13T/m2 < R =1965,13 T/m2 Như vậy nền đất dưới mũi cọc đủ khả năng chịu lực. i. Kiểm tra lún cho móng cọc: (không cần kiểm tra) k. Tính toán đài cọc : Tính với cọc tương đương có diện tích = diện tích của cọc thực tế = 1,13 m . Vậy cọc tương đương có kích thước ~ 1 m x 1 m - kiểm tra cột đâm thủng đài theo dạng hình tháp : P [a1 ( bc + c2 ) + a2 ( hc + c1 )] . ho . Rk Trong đó : P : tổng phản lực của cọc nằm ngoài phạm vi đáy tháp đâm thủng ( bỏ trọng lượng đài và đất trên đài ) P = Nott = 562,7 T bc = hc = 1 m ho : chiều cao hữu ích của đài ( lấy a = 15 cm ) ® ho = 2,5 – 0,15 = 2,35 m C1 , C2 : khoảng cách trên mặt bằng từ mép cột đến mép đáy tháp chọc thủng C1 = 0,2 m , C2 = 0,25 m Rk = 10 kg/cm2 = 100 T/m2 a1 = 17,7 a2 = 14,2 VP = [ 17,7 . ( 0,5 + 0,25 ) + 14,2. ( 0,6 + 0,2 ) ] . 2,35 . 100 = 5789 T ® P = 562,7 T < 5789 T ® thoả mãn điều kiện chọc thủng . - Tính toán cắt trên tiết diện nghiêng Điều kiện cường độ : Q b. b . ho . Rk Trong đó : Q : tổng phản lực của các cọc nằm ngoài tiết diện nghiêng : Q = 582,6 T b : bề rộng của đài = 1,7 m ho = 2,35 m ,Rk = 100 T/m2 b = 0,7 . C = 0,2 m < 0,5 . ho ® C = 0,5 ho ® b = 1,57 ® VP = 1,57 . 1,7 . 2,35 . 100 = 627,215 ( T ) ® Q = 582,6 (T) < 627,215 ( T ) Vậy thoả mãn điều kiện chịu cắt . - Tính toán đài chịu uốn : Qua việc tính toán chịu uốn xác định diện tích cốt thép đặt ở đáy đài theo phương cạnh dài , cắt qua tiết diện I-I như hình vẽ trên . Diện tích cốt thép xác định theo công thức : Fa = MI : mômen uốn tương ứng với mặt ngàm I-I MI = 582,6 . 0,25 = 145,7 Tm Ra = 2800 kg/cm2 ® Fa = = 24,6 cm2 Chọn 9f20 a200 ( Fa = 28,27 cm2 ) theo cả hai phương. Mặt cắt móng trục C : Tính móng trục B Tương tự như tính toán móng trục D ta có kết quả thể hiện như trong bản vẽ Giằng móng + Giằng móng có tác dụng tăng cường độ cứng tổng thể , hạn chế sự lún lệch giữa các móng và nhận mômen từ chân cột truyền vào . + Giằng móng được tính toán theo sơ đồ 2 đầu ngàm chịu chuyển vị tương đối giữa hai đầu móng . Đồng thời giằng móng còn chịu tải trọng tường và trọng lượng bản thân giằng + Theo hướng dẫn kích thước giằng móng là 1500 x 400 mm . + Thép giằng móng được lấy như sau : - Chọn thép dọc chịu lực 8f28 có Fa = 36,96 cm2 - Thép dọc cấu tạo lấy 4f20 - Thép đai f10a200 . PHẦN TIN HỌC- GANTT PROJECT Tổng quan Vài nét về phần mềm Microsoft Project Hiện nay,vấn đề quản lý và điều hành dự án đã được chương trình hóa.Các phần mềm thuộc loại này có nhiều,song nói chung đa phần còn tồn tại nhiều hạn chế.Người sử dụng luôn mong muốn lựa chọn cho mình phần mềm phù hợp ,đáp ứng được các yêu cầu về công việc . Chính vì thế phần mềm Microsoft Project,một trong những phần mềm chuyên dụng trong vấn đề lập và quản lý dự án đã được sử dụng một cách rộng rãi hơn cả và đã đáp ứng một cách đầy đủ được các yêu cầu của người dùng. Khả năng áp dụng của Microsoft Project được ứng dụng trong nhiều ngành nghề khác nhau như : Kinh tế , Nông-Lâm nghiệp, khoa học kỹ thuật và các ngành khác . Đặc biệt Microsoft Project là công cụ hỗ trợ đắc lực và không thể thiếu trong lĩnh vực Xây dựng, Giao thông ,Thủy lợi . Với người sử dụng hiện nay , Microsoft Project đã đáp ứng được các mục đích cơ bản như sau : Tổ chức lập kế hoạch và quản lý dự án Lên lịch công tác Chi định các tài nguyên và chi phí cho các công tác Điều chỉnh kế hoạch để thích ứng với các điều kiện ràng buộc Chuẩn bị báo biểu để thông tin kế hoạch sau cùng đến tất cả những người phê chuẩn hay thi hành kế hoạch Dự trù các tác động đến tiến độ của dự án khi xày ra những thay đổi đe dọa đến sự thành công của dự án. Xem xét lại dự án để đối phó với những tình huống ngẫu nhiên. Đánh giá tài chính chung của dự án Lập báo biểu sau cùng về kết quả của dự án . In ấn các biểu đồ phục vụ cho dự án. Làm việc và quản lý dự án theo nhóm. Khả năng mà Microsoft Project mang lại cho người sử dụng là rất lớn. Phiên bản Microsoft Project 2003 đã đạt đến hiệu quả như sau : + Lập kế hoạch và quản lý dự án : Biểu đồ ngang Gantt Chart và sơ đồ mạng Network Diagram + Các dạng quan sát và thể hiện dự án : Nhập số liệu cho công tác, chi tiết hóa từng công tác với nhiều thông tin cụ thể , đưa ra sự quan sát tổng thể , biểu diễn toàn bộ biểu đồ tiến độ của dự án .. + Giải quyết các vấn đề có thể nảy sinh trong dự án : điều chỉnh các công tác để rút ngắn thời gian thực hiện theo tiến độ , thay đổi các ràng buộc của công tác, cân đối và phân bổ lại tài nguyên cho từng công tác cũng như toàn bộ dự án,vẽ các dạng biểu đồ cho mỗi tài nguyên… + Quan sát và quản lý dự án : Quan sát dưới dạng biều đồ (dạng lịch : Calendar,biểu đồ ngang : Gantt Chart , dạng sơ đồ mạng : Network Diagram (Pert Chart)) , Các bảng dữ liệu cho các công tác và các tài nguyên (Task Usage Resources Usage, Resources Sheet , Resources Graphs…) , thiết lập các báo cáo(tổng quan về tiến độ của dự án , các công tác đang thực hiện, các công việc còn lại, tài chính cho từng công tác và cho toàn bộ dự án , chi phí về tài nguyên , các báo cáo tổng hợp theo chuẩn của Microsoft Project , các báo cáo tổng hợp thiết lập bởi người sử dụng + In ấn báo cáo và biểu đồ tiến độ của dự án : Có thể in từng phần hoặc toàn bộ tiến độ của dự án dưới dạng biểu đồ (Calendar , Gantt Chart , Network Diagram ) , in các dạng biểu đồ cho từng tài nguyên , in các báo cáo theo yêu cầu thực tế tiến độ của dự án,in các báo cáo về công việc hoặc chi phí về tài nguyên. + Làm việc và quản lý đồng thời nhiều dự án : quản lý đồng thời nhiều dự án ở cùng một thời điểm, kết nối cùng lúc nhiều dự án có chung một nguồn tài nguyên,quản lý dự án theo các phân cấp nhóm. Vấn đề bản quyền Với những điểm cơ bản về Microsoft Project như trên, có thể nhận thấy đây là phần mềm hết sức thích hợp trong lập và quản lý dự án . Tuy nhiên đây là phần mềm có bản quyền , giá thành tương đối cao , trong khi đó ở Việt Nam phần mềm này được sử dụng một cách rất rộng rãi nhưng đa phần đều không có bản quyền . Trong thời kỳ hội nhập và phát triển , chắc chắn việc sử dụng các phần mềm không có bản quyền sẽ không tồn tại được lâu , người dùng sẽ phải bỏ ra một số tiền khá lớn để sở hữu một bộ phần mềm Microsoft Project có bản quyền , do vậy vấn đề kinh tế sẽ làm cho người dùng phải cân nhắc lại khi lựa chọn phần mềm để sử dụng. Bên cạnh đó , ngôn ngữ cũng ít nhiều ảnh hưởng đến một số người không sử dụng tiếng Anh . Xu hướng phần mềm nguồn mở Phần mềm thương mại được làm để bán thu lợi. Một phần của lợi nhuận sẽ được trích ra để tái đầu tư, nghiên cứu phát triển sản phẩm mới. Chính vì vậy mà giá thành của phần mềm thương mại không thể rẻ. Và cũng chính vì vậy mà việc vi phạm bản quyền phần mềm và bảo vệ bản quyền phần mềm đã diễn ra gay gắt . Theo xu hướng chung của sự phát triển , lại thêm thời điểm hiện nay Việt Nam gia nhập tổ chức thương mại thế giới WTO , việc chuyển sang xu hướng sử dụng các phần mềm nguồn mở là một giải pháp tốt về nhiều mặt, phù hợp với nhiều đối tượng người dùng, đặc biệt là ở những nước đang phát triển như Việt Nam. Phần mềm nguồn mở là phần mềm được phát triển nhờ sự hợp tác của cộng đồng và được cộng đồng người dùng tự nguyện chia sẻ với nhau. Phần mềm nguồn mở là phần mềm với mã nguồn được công bố và sử dụng một giấy phép nguồn mở. Giấy phép này cho phép bất cứ ai cũng có thể nghiên cứu, thay đổi và cải tiến phần mềm, và phân phối phần mềm ở dạng chưa thay đổi hoặc đã thay đổi. Định nghĩa nguồn mở được dùng bởi Tổ chức sáng kiến nguồn mở (OSI) thể hiện một triết lí nguồn mở và xác định ranh giới về việc sử dụng, thay đổi và tái phân phối phần mềm nguồn mở. Giấy phép phần mềm cung cấp cho người dùng các quyền vốn bị cấm bởi bản quyền, gồm các quyền về sử dụng, thay đổi và tái phân phối. Một vài giấy phép phần mềm nguồn mở đã được thẩm định thuộc giới hạn của Định nghĩa Nguồn mở. Thí dụ nổi bật nhất là Giấy phép công cộng GNU (GPL). Trong khi nguồn mở cho phép công chúng truy cập vào nguồn của một sản phẩm, giấy phép nguồn mở cho phép tác giả điều chỉnh cách truy cập đó. Tại Hội thảo quốc gia về phần mềm nguồn mở lần thứ 4 với chủ đề “Từ chính sách đến hiện thực” do Bộ Khoa học và Công nghệ vừa tổ chức ngày 6-12 tại Hà Nội, nhiều đại biểu đã cho rằng phần mềm nguồn mở là một giải pháp giảm tỷ lệ vi phạm bản quyền . Đó là điều mà các nhà sản xuất phần mềm thực sự mong muốn , trong khi đó một số người dùng sẽ không còn gặp nhiều vấn đề với những phần mềm bản quyền nữa. Một số phần mềm lập dự án , lựa chọn nguồn mở Gantt Project Các phần mềm hỗ trợ lập dự án hiện nay có rất nhiều , có thể liệt kê ra đây một số phần mềm có bản quyền và nguồn mở cũng đang được sử dụng tương đối rộng rãi như : Phần mềm “MinuteMan Project Management Software” , phần mềm “AqdevTeam” , phần mềm “A –plan ”, phần mềm“Gantt Project”… Qua nghiên cứu và tìm hiểu , tôi đã quyết định lựa chọn cho mình phần mềm nguồn mở Gantt Project để phát triển thành đề tài tin học của đồ án tốt nghiệp . Lý do chính cho việc lựa chọn đó là phần mềm Gantt Project có giao diện tương đối giống phần mềm Microsoft Project , một số chức năng cơ bản về lập và quản lý dự án nó đã đáp ứng được tương đối đầy đủ , ngôn ngữ sử dụng đa dạng, có khả năng phát triển theo nhiều hướng chức năng của người dùng với cơ chế Plugin tiện lợi …. Tuy không thể nào bằng được phần mềm Microsoft Project nhưng với những người dùng ở các nước còn đang phát triển như Việt Nam và một số đối tượng khác cũng như dụng trong giảng dạy , nó thực sự là một loại phần mềm thích hợp . Ngôn ngữ lập trình Với mong muốn phát triển phần mềm từ những phần mềm không yêu cầu bản quyền , ngôn ngữ Java là công cụ đáp ứng được yêu cầu này . Vài nét về ngôn ngữ Java Java là một ngôn ngữ lập trình được Sun Microsystems giới thiệu vào tháng 6 năm 1995. Từ đó, nó đã trở thành một công cụ lập trình của các lập trình viên chuyên nghiệp. Java được xây dựng trên nền tảng của C và C++. Do vậy nó sử dụng các cú pháp của C và các đặc trưng hướng đối tượng của C++. Java là ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng, do vậy không thể dùng Java để viết một chương trình hướng chức năng. Java có thể giải quyết hầu hết các công việc mà các ngôn ngữ khác có thể làm được. Java là ngôn ngữ vừa biên dịch vừa thông dịch. Đầu tiên mã nguồn được biên dịch bằng công cụ JAVAC để chuyển thành dạng ByteCode. Sau đó được thực thi trên từng loại máy cụ thể nhờ chương trình thông dịch. Mục tiêu của các nhà thiết kế Java là cho phép người lập trình viết chương trình một lần nhưng có thể chạy trên bất cứ phần cứng cụ thể. Ngày nay, Java được sử dụng rộng rãi để viết chương trình chạy trên Internet. Nó là ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng độc lập thiết bị, không phụ thuộc vào hệ điều hành. Nó không chỉ dùng để viết các ứng dụng chạy đơn lẻ hay trong mạng mà còn để xây dựng các trình điều khiển thiết bị cho điện thoại di động, PDA, … + Các đặc trưng cơ bản của Java : - Đơn giản - Hướng đối tượng - Độc lập phần cứng và hệ điều hành - Mạnh - Bảo mật - Phân tán - Đa luồng - Động Ngôn ngữ XSL (eXtensible Stylesheet Language) XSL (eXtensible Stylesheet Language) là một ngôn ngữ lập trình với khả năng: + Biến đổi style của trang XML + Định dạng trang XML XSL có thể được dùng biến đổi style một trang XML, quyết định thứ nào được display và display theo thứ tự nào. Trong chương trình này đã sử dụng XSL tạo ra các template sử dụng trong việc kết xuất , in ấn báo cáo , phiếu giao việc … Phân tích cấu trúc chương trình Gantt Project Cấu trúc chương trình Chương trình Java này được tổ chức dưới dạng các Package . Khi chạy chương trình sẽ Import các Package này. Bổ sung các chức năng cho chương trình đó là cơ chế Plugin . Như vậy có thể phát triển chương trình dưới các gói riêng biệt thông qua cơ chế Plugin . Giao diện chính của chương trình bao gồm các gói Package như sau: + net.sourceforge.ganttproject + net.sourceforge.ganttproject.action + net.sourceforge.ganttproject.action.project + net.sourceforge.ganttproject.action.resource + net.sourceforge.ganttproject.action.task + net.sourceforge.ganttproject.application + net.sourceforge.ganttproject.calendar + net.sourceforge.ganttproject.chart + net.sourceforge.ganttproject.chart.item + net.sourceforge.ganttproject.delay + net.sourceforge.ganttproject.document + net.sourceforge.ganttproject.export + net.sourceforge.ganttproject.filter + net.sourceforge.ganttproject.font + net.sourceforge.ganttproject.gui + net.sourceforge.ganttproject.gui.about + net.sourceforge.ganttproject.gui.options + net.sourceforge.ganttproject.gui.options.model + net.sourceforge.ganttproject.gui.previousState + net.sourceforge.ganttproject.gui.projectwizard + net.sourceforge.ganttproject.gui.scrolling + net.sourceforge.ganttproject.gui.server + net.sourceforge.ganttproject.gui.taskproperties + net.sourceforge.ganttproject.gui.zoom + net.sourceforge.ganttproject.importer + net.sourceforge.ganttproject.io + net.sourceforge.ganttproject.language + net.sourceforge.ganttproject.parser + net.sourceforge.ganttproject.plugins + net.sourceforge.ganttproject.print + net.sourceforge.ganttproject.resource + net.sourceforge.ganttproject.roles + net.sourceforge.ganttproject.shape + net.sourceforge.ganttproject.task + net.sourceforge.ganttproject.task.algorithm + net.sourceforge.ganttproject.task.dependency + net.sourceforge.ganttproject.task.dependency.constraint + net.sourceforge.ganttproject.task.event + net.sourceforge.ganttproject.task.hierarchy + net.sourceforge.ganttproject.time + net.sourceforge.ganttproject.time.gregorian + net.sourceforge.ganttproject.undo + net.sourceforge.ganttproject.util + org.ganttproject + org.w3c.util Biểu đồ Class Biểu đồ Component Cơ chế Plugin Phân tích cấu trúc Plugin của chương trình Các Plugin bao gồm phần kết xuất, import, Pert Chart với các Package chính như sau : + org.ganttproject.chart.pert + org.ganttproject.impex.htmlpdf + org.ganttproject.impex.htmlpdf.fonts + org.ganttproject.impex.msproject Quy trình phát triển mới Plugin Ngôn ngữ chương trình Cấu trúc file ngôn ngữ Gantt Project Chức năng ngôn ngữ trong chương trình được đảm nhận bởi gói “net.sourceforge.ganttproject.language”, gói này được tạo ra bởi lớp Class GanttLanguage, lớp này bao gồm các phương thức : public class Event extends EventObject public Event(GanttLanguage language) public GanttLanguage getLanguage() public interface Listener extends EventListener { public void languageChanged(Event event); } public static GanttLanguage getInstance() public void setLocale(Locale locale) public Locale getLocale() public DateFormat getDateFormat() public String formatDate(GanttCalendar date) public String formatShortDate(GanttCalendar date) public String formatTime(GanttCalendar date) public GanttCalendar parseDate(String date) public String getMonth(int m) public String getDay(int d) public String getText(String key) public ComponentOrientation getComponentOrientation() public void addListener(Listener listener) public void removeListener(Listener listener) public SimpleDateFormat createDateFormat(String string) public String correctLabel(String label) Phương pháp tạo mới file ngôn ngữ (Tiếng Việt) cho phần mềm Có thể nói, số lượng ngôn ngữ tạo ra cho chương trình là không hạn chế . Người dùng chỉ việc lựa chọn ngôn ngữ trên Memu,tất cả ngôn ngữ trong chương trình sẽ được chuyển đổi sau sự kiện kích hoạt menu này. Việc tạo ra các ngôn ngữ trong chương trình được thực hiện dựa vào 2 lớp khai báo như sau: + Lớp class GanttOptions.java nằm trong gói net.sourceforge.ganttproject + Lớp class LanguageSettingsPanel.java nằm trong gói : net.sourceforge.ganttproject.gui.options Quá trình tạo ra file ngôn ngữ và đặt ngôn ngữ sử dụng hiện hành cho chương trình thông qua các thủ tục chứa trong 2 lớp trên, có thể hình dung như sau: Begin End Tạo danh sách ngôn ngữ Gán giá trị Tạo ComboBox hiển thị danh sách ngôn ngữ Gán giá trị cho các Item trong Combo Đặt ngôn ngữ cho toàn bộ chương trình từ lựa chọn Combo Thủ tục tạo danh sách ngôn ngữ , gán giá trị : public void startElement(String namespaceURI, String sName,String qName, Attributes attrs) throws SAXException { if (qName.equals("language")) { if (aName == "selection") { if (value.equals("Tên ngôn ngữ 1") || value.equals(“Ký hiệu1")) { language.setLocale(Locale.Ký hiệu1);} }else if (value.equals("Tên ngôn ngữ 2") || value.equals("ký hiệu 2")){ language.setLocale(Locale.UK); ... } } Thủ tục tạo ra Combo box cho các ngôn ngữ tạo ra, gán giá trị cho từng Item trong Combo : public LanguageSettingsPanel(GanttProject parent) { super(GanttLanguage.getInstance().getText("languages"), GanttLanguage .getInstance().getText("settingsLanguages"), parent); appli = parent; // tao ra combo box chứa tất cả các ngôn ngữ cbLanguage = new JComboBox(); cbLanguage.addItem(" Tên ngôn ngữ 1"); cbLanguage.addItem(" Tên ngôn ngữ 2"); . . . cbLanguage.addItemListener(this); JPanel languagePanel = new JPanel(new BorderLayout()); languagePanel.add(cbLanguage, BorderLayout.NORTH); vb.add(languagePanel); applyComponentOrientation(language.getComponentOrientation()); } Thủ tục đặt ngôn ngữ cho chương trình từ lựa chọn trong Combo : public void changeLanguage() { String lang = (String) cbLanguage.getSelectedItem(); if (lang.equals("Tên ngôn ngữ 1")) language.setLocale(Locale.Ký hiệu 1); else if (lang.equals("Tên ngôn ngữ 2")) language.setLocale(Locale.Ký hiệu 2); . . . appli.changeLanguage(); } } Thiết kế chức năng bổ sung dựa theo cơ chế Plugin Kết xuất kết quả ra file .pdf Chức năng xuất kết quả ra file *.pdf được thực hiện bởi lớp ExporterToPDF.java nằm trong Plugin “org.ganttproject.impex.htmlpdf” . Việc kết xuất kết quả hay phát triển các chức năng của chương trình hoàn toàn phụ thuộc người phát triển. Người phát triển tạo ra các đoạn mã chương trình của riêng mình sau đó thêm vào dưới cơ chế Plugin. Với việc kết xuất ra file *.pdf, lớp ExporterToPDF.java lấy và định dạng các giá trị cần kết xuất, sau đó nó sẽ gọi đến các file Template dưới dạng là các file *.xsl để cho kết quả hiển thị . Begin End Gọi ExporterToPDF.java Lựa chọn kết xuất ra file *.pdf YES NO Gọi Template *.xsl Hiển thị file *.pdf Nội dung kết xuất do người lập chương trình tạo ra theo các mẫu Template có sẵn, khi người dùng kích hoạt chức năng kết xuất sẽ đưa ra các nội dung theo các Template mặc định này. Trong chương trình này tạo ra một Template “Phiếu giao việc” mà hiện nay còn chưa phổ biến mặc dù yêu cầu của nó trong công tác lập và quản lý dự án cũng như điều hành tổ chức xây dựng là cần thiết . Nội dung Template kết xuất ra sẽ như sau : Đơn vị : …………… Dự án : …………… PHIẾU GIAO VIỆC ………., ngày…..tháng …..năm …. Người nhận : ……………………………………………… Công việc : ……………………………………………… Nội dung công việc : Thời gian thực hiện công việc : + Ngày bắt đầu : + Ngày kết thúc : Công việc liên quan : + Công việc liền trước : + Công việc tiếp sau : Tài nguyên : Ghi chú : Người nhận Giám đốc dự án Oganization :…………… Project :…………… TASK ORDER ………., date…. .Month……year..…. Receiver : ……………………………………………… Task name : ………………………………………….. Specific contents : Duration : + Start- date : + End -date : Predecesors : Succesors : Resouces : Notes: Receiver Project manager Trước hết ta tổ chức dữ liệu cho file ExporterToPDF.java với những nội dung cần kết xuất như trên . Xác định những trường dữ liệu cần dùng để Export : + Tên dự án + Tổ chức + Liên kết trang Web + Tên công việc + Ngày bắt đầu + Ngày kết thúc + Công việc liền trước + Công việc liền sau + Ghi chú Những sự kiện đầu là sự kiện chung của dự án, do vậy ta có thể lấy các dữ liệu trên để kết xuất thông qua thủ tục : exportProject Thuật toán thiết lập thủ tục này như sau: Các sự kiện còn lại là sự kiện lấy ra theo từng công việc, thủ tục writeTasks sẽ lấy dữ liệu của từng công việc để phục vụ kết xuất : Thuật toán Sơ đồ mạng Pert theo phương pháp AOA Mã hóa chương trình Mô tả tổ chức các lớp Các kỹ thuật Tin học mới đã được vận dụng Hướng dẫn sử dụng và thử nghiệm chương trình Hướng dẫn cài đặt chương trình Hướng dẫn sử dụng chương trình Hướng dẫn sử dụng trợ giúp Ví dụ Đánh giá về nội dung thực hiện đồ án Đánh giá nội dung đã thực hiện Khả năng ứng dụng thực tế Khả năng bảo trì phát triển phần mềm Tài liệu tham khảo