Embed Size (px)
Citation preview
THUYẾT MINH TÍNH TOÁN MÓNG CẨU THÁP.
I./ Căn cứ thiết kế:I.1/ Bản vẽ:
Bộ bản vẽ thiết kế kết cấu, kiến trúc Dự án xây dựng 2.220 căn hộ tái định cư (khu 1), phường Bình Khánh, quận 2, khu đô thị mới Thủ Thiêm được Chủ đầu tư – Liên danh Vietinbank -Thuận Việt - Coseco - Cofico - Trường Sơn phê duyệt ngày 19/2/2013 .I.2/ Các quy phạm và tiêu chuẩn thiết kế:- Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế : TCVN 2737 : 1995- Chỉ dẫn tính toán thành phần động của tải trọng gió
theo tiêu chuẩn TCVN 2737 – 1995 : TCXD 229 : 1999 - Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình : TCVN 9362 : 2012- Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế : TCXDVN 356 : 2005 - Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu thép : TCXDVN 338 : 2005- Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế : TCXD 205 : 1998
II./Các thông số cẩu tháp để tính toán:
Thông số cẩu tháp đại diện để tính toán: Trụ tháp: kích thước L x W x H = 1600x1600 x2500Thanh đứng: L 160x160x10 Thanh giằng đứng: L 100x100x8 Cần tháp: Thanh ngang: L 100x100x8Thanh giằng ngang: L 75x75x6Bán kính cẩu lớn nhất sử dụng: Rmaxsd = 55 (m)Trọng lượng tải trọng cẩu ứng với trường hợp Rmaxsd : Q = 1,6 (T)
Page 1
Trọng lượng tải trọng cẩu lớn nhất: Q’ = 8.0(T)Bán kính tương ứng tải trọng cẩu lớn nhất: R’max = 13,5 (m)Bán kính đuôi cần cẩu: Rđ = 14,3 (m)
III./MÔ HÌNH, TẢI TRỌNG & TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÍNH MÓNG CẨU THÁP TRONG ETABS:
III.1/ Các trường hợp tải và các tổ hợp tải trọng Các trường hợp tải:
1. Tải trọng bản thân cẩu tháp2. Hoạt tải sử dụng.3. Gió trái theo phương X.4. Gió phải theo phương X.5. Gió trái theo phương Y.6. Gió phải theo phương Y.
Các tổ hợp tải trọng:Trường hợp 1: tĩnh tải + hoạt tảiTrường hợp 2: tĩnh tải + hoạt tải + gió trái phương XTrường hợp 3: tĩnh tải + hoạt tải + gió phải phương X Trường hợp 4: tĩnh tải + hoạt tải + gió trái phương Y Trường hợp 5: tĩnh tải + hoạt tải + gió phải phương Y Trường hợp 6: tĩnh tải + gió trái phương XTrường hợp 7: tĩnh tải + gió phải phương XTrường hợp 8: tĩnh tải + gió trái phương YTrường hợp 9: tĩnh tải + gió phải phương Y
Page 2
5,2M M
5,2M M
4,0M
4,0M
III.2/ Các cơ sở tính toán thiết kế công trình. III.2.1/ Mô hình tính : Để đảm bảo tính toán chính xác lực tác dụng xuống các cọc của công trình, ở đây sử dụng mô hình tính toán hệ kết cấu khung không gian ngàm vào hệ móng cọc.
III.2.2/ Tính toán trên máy tính: Sử dụng phần mềm tính toán kết cấu ETABS V 9.0.7.Việc tính toán các cấu kiện được lấy nội lực từ mô hình trên ETABS, cách tính tuân theo các công thức và quy phạm Việt Nam hiện hành.
III.3/ Xác định tải trọng do gió:
III.3.1/ Tải trọng do gió tĩnh gây ra theo phương X: Tính toán theo công thức:
Qtt = qotc x n x c x k x B
Tải trọng gió tiêu chuẩn vùng: IIAqo
tc = 83 KG/m2 : Giá trị áp lực gió tiêu chuẩn.n = 1,2 Hệ số tin cậy.Diện tích đón gió Diện tích giới hạn bởi đường bao ngoài: A = 1,6Hệ số khí động Ct
, với
: Hệ số khí động.K: Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ cao đến tải trọng gió.B = Ai = 0,67 (m2) Diện tích đón gió của các thanh thép trụ tháp.Loại địa hình đón gió : A
Kết quả tính toán cho ở bảng sau:
Cao độ qotc Cao độ c k B
Qtc (Kg/m2) Fx (KG)
(m) Kg/m2 Htt(m)
1 83 1 1,143 1,000 0,67 94,87 76,2752 83 1 1,143 1,000 0,67 94,87 76,2753 83 1 1,143 1,000 0,67 94,87 76,2754 83 1 1,143 1,035 0,67 98,19 78,9445 83 1 1,143 1,070 0,67 101,51 81,6146 83 1 1,143 1,092 0,67 103,60 83,2927 83 1 1,143 1,114 0,67 105,68 84,9708 83 1 1,143 1,136 0,67 107,77 86,6489 83 1 1,143 1,158 0,67 109,86 88,32610 83 1 1,143 1,180 0,67 111,95 90,00411 83 1 1,143 1,192 0,67 113,08 90,91912 83 1 1,143 1,204 0,67 114,22 91,83513 83 1 1,143 1,216 0,67 115,36 92,75014 83 1 1,143 1,228 0,67 116,50 93,665
Page 3
15 83 1 1,143 1,240 0,67 117,64 94,58116 83 1 1,143 1,250 0,67 118,59 95,34317 83 1 1,143 1,260 0,67 119,53 96,10618 83 1 1,143 1,270 0,67 120,48 96,86919 83 1 1,143 1,280 0,67 121,43 97,63220 83 1 1,143 1,290 0,67 122,38 98,39421 83 1 1,143 1,298 0,67 123,14 99,00522 83 1 1,143 1,306 0,67 123,90 99,61523 83 1 1,143 1,314 0,67 124,66 100,22524 83 1 1,143 1,322 0,67 125,42 100,83525 83 1 1,143 1,330 0,67 126,18 101,44526 83 1 1,143 1,338 0,67 126,93 102,05627 83 1 1,143 1,346 0,67 127,69 102,66628 83 1 1,143 1,354 0,67 128,45 103,27629 83 1 1,143 1,362 0,67 129,21 103,88630 83 1 1,143 1,370 0,67 129,97 104,49631 83 1 1,143 1,376 0,67 130,54 104,95432 83 1 1,143 1,382 0,67 131,11 105,41233 83 1 1,143 1,388 0,67 131,68 105,86934 83 1 1,143 1,394 0,67 132,25 106,32735 83 1 1,143 1,400 0,67 132,82 106,78536 83 1 1,143 1,406 0,67 133,39 107,24237 83 1 1,143 1,412 0,67 133,96 107,70038 83 1 1,143 1,418 0,67 134,52 108,15739 83 1 1,143 1,424 0,67 135,09 108,61540 83 1 1,143 1,430 0,67 135,66 109,07341 83 1 1,143 1,434 0,67 136,04 109,37842 83 1 1,143 1,438 0,67 136,42 109,68343 83 1 1,143 1,442 0,67 136,80 109,98844 83 1 1,143 1,446 0,67 137,18 110,29345 83 1 1,143 1,450 0,67 137,56 110,59846 83 1 1,143 1,454 0,67 137,94 110,90347 83 1 1,143 1,458 0,67 138,32 111,208
III.3.2/ Tải trọng do gió động gây ra theo phương X:Tính tóan cho dạng dao động thứ : 1 Tần số f1 = 0,415
Page 4
Lọai địa hình đón gió: AThành phần động của tải trọng gió tính toán theo công thức:
Wp(ij) = Mj * ξi * Ψi * Υij
Mj : Khối lượng tập trung của phần tử thứ jξi : Hệ số động lực ứng với dao động thứ i, không thứ nguyênΥij : Chuyển vị ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j đối với dao động thứ IΨi : Hệ số không thứ nguyên
Xác định WFj theo công thức:
WFj = Wj * ξj * υ * Dj * hj
Wj : Tải trọng gió tĩnh
ξj : Hệ số áp lực động của tải trong gió
Dj : Bề rộng đón gió tầng thứ j
hj : Chiều cao đón gió tầng thứ j
D = 1,6 (m) Chiều rộng công trình
H = 47 (m) Chiều cao công trình
υ = 0,75 Hệ số tương quan không gian của tải trọng gió.Bảng xác định thành phần động WFj
Cao độ Wj (Kg/m2) ξi υ Dj hj WFj (KG)(m) (m) (m) 1 94,87 0,318 0,750 1,60 1,00 36,2022 94,87 0,318 0,750 1,60 1,00 36,2023 94,87 0,318 0,750 1,60 1,00 36,2024 98,19 0,318 0,750 1,60 1,00 37,4695 101,51 0,318 0,750 1,60 1,00 38,7366 103,60 0,315 0,750 1,60 1,00 39,1607 105,68 0,312 0,750 1,60 1,00 39,5688 107,77 0,309 0,750 1,60 1,00 39,9629 109,86 0,306 0,750 1,60 1,00 40,340
10 111,95 0,303 0,750 1,60 1,00 40,703
Page 5
n
jjji
n
jFjij
i
My
Wy
1
2
1
11 113,08 0,302 0,750 1,60 1,00 40,92712 114,22 0,300 0,750 1,60 1,00 41,14713 115,36 0,299 0,750 1,60 1,00 41,36414 116,50 0,297 0,750 1,60 1,00 41,57615 117,64 0,296 0,750 1,60 1,00 41,78516 118,59 0,295 0,750 1,60 1,00 41,92317 119,53 0,293 0,750 1,60 1,00 42,05718 120,48 0,292 0,750 1,60 1,00 42,18919 121,43 0,290 0,750 1,60 1,00 42,31720 122,38 0,289 0,750 1,60 1,00 42,44221 123,14 0,288 0,750 1,60 1,00 42,60222 123,90 0,288 0,750 1,60 1,00 42,76023 124,66 0,287 0,750 1,60 1,00 42,91724 125,42 0,286 0,750 1,60 1,00 43,07325 126,18 0,286 0,750 1,60 1,00 43,22826 126,93 0,285 0,750 1,60 1,00 43,38127 127,69 0,284 0,750 1,60 1,00 43,53328 128,45 0,283 0,750 1,60 1,00 43,68429 129,21 0,283 0,750 1,60 1,00 43,83430 129,97 0,282 0,750 1,60 1,00 43,98231 130,54 0,281 0,750 1,60 1,00 44,06532 131,11 0,281 0,750 1,60 1,00 44,14733 131,68 0,280 0,750 1,60 1,00 44,22834 132,25 0,279 0,750 1,60 1,00 44,30835 132,82 0,279 0,750 1,60 1,00 44,38736 133,39 0,278 0,750 1,60 1,00 44,46537 133,96 0,277 0,750 1,60 1,00 44,54338 134,52 0,276 0,750 1,60 1,00 44,61939 135,09 0,276 0,750 1,60 1,00 44,69440 135,66 0,275 0,750 1,60 1,00 44,76941 136,04 0,275 0,750 1,60 1,00 44,84142 136,42 0,274 0,750 1,60 1,00 44,91343 136,80 0,274 0,750 1,60 1,00 44,98444 137,18 0,274 0,750 1,60 1,00 45,05645 137,56 0,273 0,750 1,60 1,00 45,12746 137,94 0,273 0,750 1,60 1,00 45,19747 138,32 0,273 0,750 1,60 0,50 22,634
Bảng xác định thành phần động hệ số Ψi
Cao độ Wpj Mj y1j y1j . Wpj y1j2
. Mj
Page 6
(m) Đón (KG) 1 36,202 200 0,0012 0,04344 0,000292 36,202 200 0,0044 0,1593 0,00393 36,202 200 0,0095 0,3439 0,01814 37,469 200 0,0163 0,6107 0,05315 38,736 200 0,0249 0,9645 0,12406 39,160 200 0,0352 1,3784 0,24787 39,568 200 0,0471 1,8637 0,44378 39,962 200 0,0606 2,4217 0,73459 40,340 200 0,0757 3,0537 1,1461
10 40,703 200 0,0922 3,7528 1,700211 40,927 200 0,1101 4,5061 2,424412 41,147 200 0,1295 5,3286 3,354113 41,364 200 0,1501 6,2087 4,506014 41,576 200 0,1721 7,1553 5,923715 41,785 200 0,1952 8,1564 7,620616 41,923 200 0,2195 9,2020 9,636117 42,057 200 0,245 10,30401 12,0050018 42,189 200 0,2715 11,4542 14,742519 42,317 200 0,299 12,6527 17,880220 42,442 200 0,3275 13,8997 21,451321 42,602 200 0,357 15,2087 25,489822 42,760 200 0,3872 16,5567 29,984823 42,917 200 0,4183 17,9523 34,995024 43,073 200 0,4502 19,3915 40,536025 43,228 200 0,4828 20,8704 46,619226 43,381 200 0,516 22,3847 53,251227 43,533 200 0,5499 23,9390 60,478028 43,684 200 0,5843 25,5247 68,281329 43,834 200 0,6193 27,1462 76,706530 43,982 200 0,6547 28,7950 85,726431 44,065 200 0,6906 30,4313 95,385732 44,147 200 0,7269 32,0905 105,676733 44,228 200 0,7635 33,7681 116,586534 44,308 200 0,8004 35,4643 128,128035 44,387 200 0,8376 37,1788 140,314836 44,465 200 0,875 38,9073 153,125037 44,543 200 0,9125 40,6452 166,531338 44,619 200 0,9502 42,3970 180,576039 44,694 200 0,988 44,1580 195,2288
Page 7
40 44,769 229 1,0258 45,9237 240,968841 44,841 3544 1,0258 45,9977 3729,229442 44,913 146 1,1012 49,4579 177,045743 44,984 139 1,139 51,2371 180,327644 45,056 133 1,1768 53,0214 184,186145 45,127 127 1,2148 54,8198 187,418946 45,197 104 1,2528 56,6231 163,228847 22,634 83 1,291 29,2203 138,3345
1042,57061 6908,37597 Hệ số Ψi = 0,1509Xác định hệ số ξi: Phụ thuộc thông số εi và độ giảm loga của dao động δ
εi = 0,081δ = 0,15 Công trình hình tháp, trụ thép.Tra đồ thi xác định hệ số động lực ξξi = 2,325
Bảng tải trọng gió động gây ra theo phương X
Cao độ Mj ξi Ψi y1j n Wpj
(m) KG 1 200 2,325 0,1509 0,00120 1,20 0,1012 200 2,325 0,1509 0,00440 1,20 0,3713 200 2,325 0,1509 0,00950 1,20 0,8004 200 2,325 0,1509 0,01630 1,20 1,3735 200 2,325 0,1509 0,02490 1,20 2,0976 200 2,325 0,1509 0,03520 1,20 2,9657 200 2,325 0,1509 0,04710 1,20 3,9678 200 2,325 0,1509 0,06060 1,20 5,1049 200 2,325 0,1509 0,07570 1,20 6,376
10 200 2,325 0,1509 0,09220 1,20 7,76611 200 2,325 0,1509 0,11010 1,20 9,27312 200 2,325 0,1509 0,12950 1,20 10,90713 200 2,325 0,1509 0,15010 1,20 12,64214 200 2,325 0,1509 0,17210 1,20 14,49515 200 2,325 0,1509 0,19520 1,20 16,44116 200 2,325 0,1509 0,21950 1,20 18,48717 200 2,325 0,1509 0,24500 1,20 20,63518 200 2,325 0,1509 0,27150 1,20 22,86719 200 2,325 0,1509 0,29900 1,20 25,18320 200 2,325 0,1509 0,32750 1,20 27,584
Page 8
ioi fW 940
21 200 2,325 0,1509 0,35700 1,20 30,06822 200 2,325 0,1509 0,38720 1,20 32,61223 200 2,325 0,1509 0,41830 1,20 35,23124 200 2,325 0,1509 0,45020 1,20 37,91825 200 2,325 0,1509 0,48280 1,20 40,66426 200 2,325 0,1509 0,51600 1,20 43,46027 200 2,325 0,1509 0,54990 1,20 46,31528 200 2,325 0,1509 0,58430 1,20 49,21229 200 2,325 0,1509 0,61930 1,20 52,16030 200 2,325 0,1509 0,65470 1,20 55,14231 200 2,325 0,1509 0,69060 1,20 58,16632 200 2,325 0,1509 0,72690 1,20 61,22333 200 2,325 0,1509 0,76350 1,20 64,30634 200 2,325 0,1509 0,80040 1,20 67,41335 200 2,325 0,1509 0,83760 1,20 70,54736 200 2,325 0,1509 0,87500 1,20 73,69737 200 2,325 0,1509 0,91250 1,20 76,85538 200 2,325 0,1509 0,95020 1,20 80,03039 200 2,325 0,1509 0,98800 1,20 83,21440 229 2,325 0,1509 1,02580 1,20 98,92541 3544 2,325 0,1509 1,02580 1,20 1530,96742 146 2,325 0,1509 1,10120 1,20 67,70643 139 2,325 0,1509 1,13900 1,20 66,67344 133 2,325 0,1509 1,17680 1,20 65,91245 127 2,325 0,1509 1,21480 1,20 64,97146 104 2,325 0,1509 1,25280 1,20 54,86947 83 2,325 0,1509 1,29100 1,20 45,125
Bảng tổng hợp tải trọng gió tĩnh và gió động tác dụng lên cẩu tháp theo phương X:Cao độ (m)
Tĩnh (Fx)-(KG)
Động (Wpj)-(KG)
Tĩnh + Động (T)
1 76,275 0,101 0,0762 76,275 0,371 0,0773 76,275 0,800 0,0774 78,944 1,373 0,0805 81,614 2,097 0,0846 83,292 2,965 0,0867 84,970 3,967 0,0898 86,648 5,104 0,092
Page 9
9 88,326 6,376 0,09510 90,004 7,766 0,09811 90,919 9,273 0,10012 91,835 10,907 0,10313 92,750 12,642 0,10514 93,665 14,495 0,10815 94,581 16,441 0,11116 95,343 18,487 0,11417 96,106 20,635 0,11718 96,869 22,867 0,12019 97,632 25,183 0,12320 98,394 27,584 0,12621 99,005 30,068 0,12922 99,615 32,612 0,13223 100,225 35,231 0,13524 100,835 37,918 0,13925 101,445 40,664 0,14226 102,056 43,460 0,14627 102,666 46,315 0,14928 103,276 49,212 0,15229 103,886 52,160 0,15630 104,496 55,142 0,16031 104,954 58,166 0,16332 105,412 61,223 0,16733 105,869 64,306 0,17034 106,327 67,413 0,17435 106,785 70,547 0,17736 107,242 73,697 0,18137 107,700 76,855 0,18538 108,157 80,030 0,18839 108,615 83,214 0,19240 109,073 98,925 0,20841 109,378 1530,967 1,64042 109,683 67,706 0,17743 109,988 66,673 0,17744 110,293 65,912 0,176
Page 10
45 110,598 64,971 0,17646 110,903 54,869 0,16647 111,208 45,125 0,156
III.3.3/ Tải trọng do gió tĩnh gây ra theo phương Y: Tính toán theo công thức:
Qtt = qotc * n * c * k * B
Tải trọng gió tiêu chuẩn vùng : IIAqo
tc = 83 KG/m2 : Gía trị áp lực gió tiêu chuẩn.n = 1,2 Hệ số tin cậy.c = 1,143 : Hệ số khí động.K: Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ cao đến tải trọng gió.B = 0,67 (m) Diện tích đón gió.Loại địa hình đón gió : A
Bảng kết quả tính toán gió tĩnh cho ở bảng sau:
Cao độ qotc
Chiều dài đoạn c k B Qtc Fx
(m) KG/m2 Htt(m) m2 (KG/m2) (KG)1 83 1 1,143 1,000 0,67 94,87 76,2752 83 1 1,143 1,000 0,67 94,87 76,2753 83 1 1,143 1,000 0,67 94,87 76,2754 83 1 1,143 1,035 0,67 98,19 78,9445 83 1 1,143 1,070 0,67 101,51 81,6146 83 1 1,143 1,092 0,67 103,60 83,2927 83 1 1,143 1,114 0,67 105,68 84,9708 83 1 1,143 1,136 0,67 107,77 86,6489 83 1 1,143 1,158 0,67 109,86 88,32610 83 1 1,143 1,180 0,67 111,95 90,00411 83 1 1,143 1,192 0,67 113,08 90,91912 83 1 1,143 1,204 0,67 114,22 91,83513 83 1 1,143 1,216 0,67 115,36 92,75014 83 1 1,143 1,228 0,67 116,50 93,66515 83 1 1,143 1,240 0,67 117,64 94,58116 83 1 1,143 1,250 0,67 118,59 95,34317 83 1 1,143 1,260 0,67 119,53 96,10618 83 1 1,143 1,270 0,67 120,48 96,86919 83 1 1,143 1,280 0,67 121,43 97,63220 83 1 1,143 1,290 0,67 122,38 98,39421 83 1 1,143 1,298 0,67 123,14 99,005
Page 11
22 83 1 1,143 1,306 0,67 123,90 99,61523 83 1 1,143 1,314 0,67 124,66 100,22524 83 1 1,143 1,322 0,67 125,42 100,83525 83 1 1,143 1,330 0,67 126,18 101,44526 83 1 1,143 1,338 0,67 126,93 102,05627 83 1 1,143 1,346 0,67 127,69 102,66628 83 1 1,143 1,354 0,67 128,45 103,27629 83 1 1,143 1,362 0,67 129,21 103,88630 83 1 1,143 1,370 0,67 129,97 104,49631 83 1 1,143 1,376 0,67 130,54 104,95432 83 1 1,143 1,382 0,67 131,11 105,41233 83 1 1,143 1,388 0,67 131,68 105,86934 83 1 1,143 1,394 0,67 132,25 106,32735 83 1 1,143 1,400 0,67 132,82 106,78536 83 1 1,143 1,406 0,67 133,39 107,24237 83 1 1,143 1,412 0,67 133,96 107,70038 83 1 1,143 1,418 0,67 134,52 108,15739 83 1 1,143 1,424 0,67 135,09 108,61540 83 1 1,143 1,430 0,67 135,66 109,07341 83 1 1,143 1,434 31,2 160,68 6015,84842 83 1 1,143 1,438 0,67 136,42 109,68343 83 1 1,143 1,442 0,67 136,80 109,98844 83 1 1,143 1,446 0,67 137,18 110,29345 83 1 1,143 1,450 0,67 137,56 110,59846 83 1 1,143 1,454 0,67 137,94 110,90347 83 1 1,143 1,458 0,67 138,32 111,208
III.3.4/ Tải trọng do gió động gây ra theo phương Y:Tính tóan cho dạng dao động thứ : 1 Tần số f1 = 0,415Lọai địa hình đón gió: AThành phần động của tải trọng gió tính tóan theo công thức:
Wp(ij) = Mj * ξj * Ψi * Υij
Mj : Khối lượng tập trung của phần tử thứ jξi : Hệ số động lực ứng với dao động thứ i, không thứ nguyênΥij : Chuyển vị ngang tỉ đối của trọng tâm phần công trình thứ j đối với dao động thứ IΨi : Hệ số không thứ nguyên
Page 12
n
jjji
n
jFjij
i
My
Wy
1
2
1
Xác định WFj theo công thức:
WFj = Wj * ξj * υ * Dj * hj
Wj Tải trọng gió tĩnh
ξj Hệ số áp lực động của tải trong gió
Dj Bề rộng đón gió tầng thứ j
hj Chiều cao đón gió tầng thứ j
D = 1,6 (m) Chiều rộng công trình
H = 47 (m) Chiều cao công trình
υ = 0,75 Hệ số tương quan không gian của tải trong gió.Bảng xác định thành phần động WFj
Cao độ Wj (Kg/m2) ξi υ Dj hj WFj (KG)(m) Đón (m) (m) 1 94,87 0,318 0,750 1,60 1,00 36,2022 94,87 0,318 0,750 1,60 1,00 36,2023 94,87 0,318 0,750 1,60 1,00 36,2024 98,19 0,318 0,750 1,60 1,00 37,4695 101,51 0,318 0,750 1,60 1,00 38,7366 103,60 0,315 0,750 1,60 1,00 39,1607 105,68 0,312 0,750 1,60 1,00 39,5688 107,77 0,309 0,750 1,60 1,00 39,9629 109,86 0,306 0,750 1,60 1,00 40,340
10 111,95 0,303 0,750 1,60 1,00 40,70311 113,08 0,302 0,750 1,60 1,00 40,92712 114,22 0,300 0,750 1,60 1,00 41,14713 115,36 0,299 0,750 1,60 1,00 41,36414 116,50 0,297 0,750 1,60 1,00 41,57615 117,64 0,296 0,750 1,60 1,00 41,78516 118,59 0,295 0,750 1,60 1,00 41,92317 119,53 0,293 0,750 1,60 1,00 42,05718 120,48 0,292 0,750 1,60 1,00 42,18919 121,43 0,290 0,750 1,60 1,00 42,317
Page 13
20 122,38 0,289 0,750 1,60 1,00 42,44221 123,14 0,288 0,750 1,60 1,00 42,60222 123,90 0,288 0,750 1,60 1,00 42,76023 124,66 0,287 0,750 1,60 1,00 42,91724 125,42 0,286 0,750 1,60 1,00 43,07325 126,18 0,286 0,750 1,60 1,00 43,22826 126,93 0,285 0,750 1,60 1,00 43,38127 127,69 0,284 0,750 1,60 1,00 43,53328 128,45 0,283 0,750 1,60 1,00 43,68429 129,21 0,283 0,750 1,60 1,00 43,83430 129,97 0,282 0,750 1,60 1,00 43,98231 130,54 0,281 0,750 1,60 1,00 44,06532 131,11 0,281 0,750 1,60 1,00 44,14733 131,68 0,280 0,750 1,60 1,00 44,22834 132,25 0,279 0,750 1,60 1,00 44,30835 132,82 0,279 0,750 1,60 1,00 44,38736 133,39 0,278 0,750 1,60 1,00 44,46537 133,96 0,277 0,750 1,60 1,00 44,54338 134,52 0,276 0,750 1,60 1,00 44,61939 135,09 0,276 0,750 1,60 1,00 44,69440 135,66 0,275 0,750 1,60 1,00 44,76941 160,68 0,275 0,750 63,00 1,00 2085,36442 136,42 0,274 0,750 1,60 1,00 44,91343 136,80 0,274 0,750 1,60 1,00 44,98444 137,18 0,274 0,750 1,60 1,00 45,05645 137,56 0,273 0,750 1,60 1,00 45,12746 137,94 0,273 0,750 1,60 1,00 45,19747 138,32 0,273 0,750 1,60 0,50 22,634
Bảng xác định thành phần động hệ số Ψi
Cao độ Wpj Mj y1j y1j . Wpj y1j2
. Mj
(m) Đón (KG) 1 36,202 200 0,0001 0,00362 0,000002 36,202 200 0,0003 0,0109 0,00003 36,202 200 0,001 0,0362 0,00024 37,469 200 0,0014 0,0525 0,00045 38,736 200 0,0025 0,0968 0,00136 39,160 200 0,0031 0,1214 0,00197 39,568 200 0,0047 0,1860 0,00448 39,962 200 0,0055 0,2198 0,0061
Page 14
9 40,340 200 0,0075 0,3025 0,011310 40,703 200 0,0085 0,3460 0,014511 40,927 200 0,0109 0,4461 0,023812 41,147 200 0,0121 0,4979 0,029313 41,364 200 0,0148 0,6122 0,043814 41,576 200 0,0161 0,6694 0,051815 41,785 200 0,0192 0,8023 0,073716 41,923 200 0,0207 0,8678 0,085717 42,057 200 0,024 1,00937 0,1152018 42,189 200 0,0257 1,0842 0,132119 42,317 200 0,0292 1,2356 0,170520 42,442 200 0,0312 1,3242 0,194721 42,602 200 0,0349 1,4868 0,243622 42,760 200 0,037 1,5821 0,273823 42,917 200 0,0408 1,7510 0,332924 43,073 200 0,0431 1,8565 0,371525 43,228 200 0,047 2,0317 0,441826 43,381 200 0,0495 2,1474 0,490127 43,533 200 0,0535 2,3290 0,572528 43,684 200 0,0561 2,4507 0,629429 43,834 200 0,0602 2,6388 0,724830 43,982 200 0,063 2,7709 0,793831 44,065 200 0,0671 2,9568 0,900532 44,147 200 0,0701 3,0947 0,982833 44,228 200 0,0741 3,2773 1,098234 44,308 200 0,0773 3,4250 1,195135 44,387 200 0,0813 3,6087 1,321936 44,465 200 0,0846 3,7618 1,431437 44,543 200 0,0885 3,9420 1,566538 44,619 200 0,092 4,1049 1,692839 44,694 200 0,0958 4,2817 1,835540 44,769 229 0,0995 4,4545 2,267241 2085,364 3544 0,101 210,6218 36,152342 44,913 146 0,1068 4,7967 1,665343 44,984 139 0,1105 4,9708 1,697244 45,056 133 0,1142 5,1453 1,734545 45,127 127 0,1179 5,3204 1,765446 45,197 104 0,1215 5,4915 1,535347 22,634 83 0,1252 2,8338 1,3010
293,24572 65,97767
Page 15
Hệ số Ψi = 4,4446Xác định hệ số ξi: Phụ thuộc thông số εi và độ giảm loga của dao động δ
εi = 0,081δ = 0,15 Công trình hình tháp, trụ thép.Tra đồ thi xác định hệ số động lực ξξi = 2,325
Bảng tải trọng gió động gây ra theo phương YCao độ Mj ξi Ψi y1j n Wpj
(m) KG 1 200 2,325 4,4446 0,00010 1,20 0,2602 200 2,325 4,4446 0,00030 1,20 0,7793 200 2,325 4,4446 0,00100 1,20 2,5974 200 2,325 4,4446 0,00140 1,20 3,6365 200 2,325 4,4446 0,00250 1,20 6,4936 200 2,325 4,4446 0,00310 1,20 8,0527 200 2,325 4,4446 0,00470 1,20 12,2088 200 2,325 4,4446 0,00550 1,20 14,2859 200 2,325 4,4446 0,00750 1,20 19,480
10 200 2,325 4,4446 0,00850 1,20 22,07811 200 2,325 4,4446 0,01090 1,20 28,31112 200 2,325 4,4446 0,01210 1,20 31,42813 200 2,325 4,4446 0,01480 1,20 38,44114 200 2,325 4,4446 0,01610 1,20 41,81815 200 2,325 4,4446 0,01920 1,20 49,86916 200 2,325 4,4446 0,02070 1,20 53,76517 200 2,325 4,4446 0,02400 1,20 62,33718 200 2,325 4,4446 0,02570 1,20 66,75219 200 2,325 4,4446 0,02920 1,20 75,84320 200 2,325 4,4446 0,03120 1,20 81,03821 200 2,325 4,4446 0,03490 1,20 90,64822 200 2,325 4,4446 0,03700 1,20 96,10223 200 2,325 4,4446 0,04080 1,20 105,97224 200 2,325 4,4446 0,04310 1,20 111,94625 200 2,325 4,4446 0,04700 1,20 122,07626 200 2,325 4,4446 0,04950 1,20 128,56927 200 2,325 4,4446 0,05350 1,20 138,95928 200 2,325 4,4446 0,05610 1,20 145,71229 200 2,325 4,4446 0,06020 1,20 156,361
Page 16
ioi fW 940
30 200 2,325 4,4446 0,06300 1,20 163,63431 200 2,325 4,4446 0,06710 1,20 174,28332 200 2,325 4,4446 0,07010 1,20 182,07533 200 2,325 4,4446 0,07410 1,20 192,46434 200 2,325 4,4446 0,07730 1,20 200,77635 200 2,325 4,4446 0,08130 1,20 211,16536 200 2,325 4,4446 0,08460 1,20 219,73737 200 2,325 4,4446 0,08850 1,20 229,86638 200 2,325 4,4446 0,09200 1,20 238,95739 200 2,325 4,4446 0,09580 1,20 248,82740 229 2,325 4,4446 0,09950 1,20 295,91141 3544 2,325 4,4446 0,10100 1,20 4439,45642 146 2,325 4,4446 0,10680 1,20 202,50143 139 2,325 4,4446 0,11050 1,20 199,47144 133 2,325 4,4446 0,11420 1,20 197,25145 127 2,325 4,4446 0,11790 1,20 194,45546 104 2,325 4,4446 0,12150 1,20 164,10147 83 2,325 4,4446 0,12520 1,20 134,954
Tổng tải trọng gió tĩnh và gió động tác dụng lên cẩu tháp theo phương Y:
TầngTĩnh (Fx)-
(KG)Động (Wpj)-
(KG)Tĩnh +
Động (T)1 76,275 0,248 0,0772 76,275 0,744 0,0773 76,275 2,481 0,0794 78,944 3,473 0,0825 81,614 6,201 0,0886 83,292 7,690 0,0917 84,970 11,658 0,0978 86,648 13,643 0,1009 88,326 18,604 0,107
10 90,004 21,085 0,11111 90,919 27,038 0,11812 91,835 30,014 0,12213 92,750 36,712 0,12914 93,665 39,937 0,13415 94,581 47,626 0,14216 95,343 51,347 0,14717 96,106 59,533 0,156
Page 17
18 96,869 63,750 0,16119 97,632 72,432 0,17020 98,394 77,393 0,17621 99,005 86,571 0,18622 99,615 91,780 0,19123 100,225 101,206 0,20124 100,835 106,911 0,20825 101,445 116,585 0,21826 102,056 122,786 0,22527 102,666 132,708 0,23528 103,276 139,158 0,24229 103,886 149,328 0,25330 104,496 156,273 0,26131 104,954 166,444 0,27132 105,412 173,885 0,27933 105,869 183,807 0,29034 106,327 191,745 0,29835 106,785 201,667 0,30836 107,242 209,853 0,31737 107,700 219,527 0,32738 108,157 228,209 0,33639 108,615 237,635 0,34640 109,073 282,601 0,39241 6015,848 4439,456 10,45542 109,683 193,392 0,30343 109,988 190,499 0,30044 110,293 188,379 0,29945 110,598 185,709 0,29646 110,903 156,720 0,26847 111,208 128,883 0,240
IV/ PHẢN LỰC CHÂN THÁP VÀ ĐẦU CÁC CỌCIV.1/ Nội lực dưới chân cột chịu nén và chịu kéo lớn nhất như sau:
1.1 Trường hợp 8 : Tĩnh tải + gió phương Y
Page 18
- Cặp nội lực dưới chân cột chịu nén: N1 224 TM1 1,18 TmQ1 -8,73 TN2 223 TM2 1,32 TmQ2 -10 T
- Cặp nội lực dưới chân cột chịu kéo
N3 -213 TM3 1,25 TmQ3 -0,57 TN4 -200 TM4 1,1 TmQ4 -0,6 T
IV.1/ Nội lực tác dụng lên đầu cọc :- Phản lực đầu cọc chịu kéo và nén trường hợp 8 như sau:
- Vậy cọc chịu kéo lớn nhất Pmax = 83,49 (T).- Khả năng chịu kéo của cốt thép trong cọc là:
cốt thép thỏa điều kiện
cọc chịu kéoVậy chọn số lượng cốt thép bố trí trong cọc là 12Ø9, thép có cường độ RC = 12750 (KG/Cm2).
+ Tính toán cọc ngàm vào đài móng:- Khả năng chịu kéo của 8 thanh thép Ø18 AIII liên kết đầu cọc với đài móng là:
Page 19
(1)
- Lực ma sát của cọc ngàm vào đài ứng với đường kính ngoài D600
(2)
Với cường độ chịu kéo của bê tông mác 250(B20) là : Rk = 9(KG/cm2) = 90(T/m2)Vậy chọn chiều dài phần cọc ngàm vào đài móng là L = 0,8 (m).
Tổng cộng khả năng chịu kéo của đầu cọc do cốt thép và ma sát là:(1) + (2) = 74,26 + 108,5 = 182,76 T > 83,49 T thỏa điều kiện liên kết đầu cọc vào đài.
- Tính toán lực ma sát của phần bê tông đổ thêm trong lõi cọc đường kính trong D400 (đặt 8 Ø18 AIII liên kết đầu cọc với đài móng) với bê tông cọc :Fms2 = 0,8 * π * D * L * Rk = 0,8 * 3,14 * 0,4 * 0,85 * 90 = 76,82 T > 74,26 TVậy phần lõi bê tông (đặt 8 Ø18 AIII liên kết đầu cọc với đài móng) phải có chiều dài > 0,85 m và
bố trí cốt thép 8Ø18 AIII (có cường độ chịu kéo là: Ra = 3650 KG/cm2).VI. - XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC :VI.1- SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU
Trong đó:Bê tong mác: 600Rn = 250 (KG/cm2) Rc = 12750 (KG/cm2) (Giới hạn chảy của thép)Ra = 12750 (KG/cm2)m = 0,9 (hệ số kể đến ảnh hưởng uốn dọc cọc)D = 60 (cm) - Đường kính cọc.Số thanh thép: n = 12Đường kính thép: Ø = 9 mmAa = 7,63 (cm2)Vậy: QVL = 723,9 (T)
VI.2 - SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐẤT NỀN(Tiêu chuẩn XDVN 205:1998)
Sức chịu tải cho phép của cọc đơn xác định theo công thức:
Trong đó: QTC :Sức chịu tải tiêu chuẩn tính toán theo đất nền của cọc đơn.
Page 20
)'
4
2(
aA
aR
pd
nR
VLQ
TCKTCQ
aQ
)4
2( ilsiffmudPqRmmTCQ
KTC :Hệ số an toàn kể đến ảnh hưởng của nhóm cọc (Ktc = 1.4 - 1.75), sơ bộ ta chọn:KTC = 1,4 m = 0,9 (Hệ số làm việc của cọc trong đất ) + Xác định sức chống mũi cọc Qp:
mR = 1 (Hệ số làm việc của đất ở mũi cọc có kể đến ảnh hưởng phương pháp hạ cọc )qp (T/m2): Cường độ chịu tải của đất nền ở mũi cọc .
Trong đó:các hệ số a,b, Aok,Bo
k tra bảng phụ thuộc góc ma sát trong j, đường kính cọcb = 0,25a = 0,67
Aok = 48,6
Bok = 87,6
L = 35 (m) - Chiều dài cọcg '
I = 0,876 (T/m3) - Trọng lượng thể tích đất ở dưới mũi cọc (Khi no nước có kể đến sự đẩy nổi trong nước)g
I = 0,997(T/m3) - Trị tính toán trung bình(theo các lớp) của trọng lượng thể tích đất ở phía trên mũi cọc (Khi no nước có kể đến sự đẩy nổi trong nước)dp = 0,6 (m) - Đường kính cọcqp = 518,4 (T/m2)Vậy sức chống mũi cọc: Qp= 146,6 (T) + Xác định thành phần ma sát hông Qf:
Trong đó: + u: chu vi mặt cắt ngang cọc,(m) u = (m).mf = 0,9 (Hệ số làm việc của đất ở mặt bên cọc có kể đến ảnh hưởng phương pháp hạ cọc)fsi : ma sát bên cọc, tra bảng, phụ thuộc độ sâu trung bình của lớp đất, trạng thái đất.(T/m2)li : chiều dày lớp đất thứ i mà cọc đi qua.(m)
Căn cứ vào mặt bằng bố trí cẩu tháp và hồ sơ báo cáo khoan thăm dò địa chất tại vị trí hố khoan số BH10.
LỚP ĐẤT fsi (T/m2) li (m) fsi li (T)2 0,700 15,3 10,73 5,600 9,7 54,34 6,800 4,4 29,9
Page 21
42dPqRmpQ
)'
(75.0ok
LBI
ok
Ap
dIp
q
ilsiffmu
fQ
5 6,800 5,6 38,17 7,000 2,0 14,0
TỔNG 37 147,0Vậy thành phần ma sát hông Qf: Qf = 249,5 (T)Do đó: QTC= 356,5 (T)
Vậy sức chịu tải của cọc xác định theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền: Qa = 254,6 (T)
Kết luận: sức chịu tải của cọc chọn để tính toán móng: Qc= 255(T)Tương tự tính toán sức chịu tải của cọc ứng với đường kính cọc Ø400 và Ø500 ta có bảng tổng hợp sau:Bảng tổng hợp sức chịu tải của cọc đơn ứng với đường kính cọc Ø400:
TÊN HỐ CHIỀU SÂU MẶT TRÊN
ĐƯỜNG KÍNH
CHIỀU DÀI CỌC
SỨC CHỊU TẢI MA
SÁTCẨU
THÁP KHOAN LỚP ĐẤT TỐT (m) CỌC TÍNH TOÁN L (m)
CỌC ĐƠN ( T)
CT - A1 HK1 37,4 Ø400 39,4 209CT - A2 HK3 37,6 Ø400 39,6 209CT - A3 HK11 39 Ø400 41 221CT - B1 HK6 37,5 Ø400 39,5 209CT - B2 HK4 37,4 Ø400 39,4 209CT - B3 HK9 39,3 Ø400 41,3 221CT - B4 HK10 35 Ø400 37 192
Bảng tổng hợp sức chịu tải của cọc đơn ứng với đường kính cọc Ø500:
TÊN HỐ CHIỀU SÂU MẶT TRÊN
ĐƯỜNG KÍNH
CHIỀU DÀI CỌC
SỨC CHỊU TẢI MA SÁT
CẨU THÁP KHOAN LỚP ĐẤT TỐT (m) CỌC TÍNH TOÁN
L (m)CỦA CỌC ĐƠN ( T)
CT - A1 HK1 37,4 Ø500 39,4 280CT - A2 HK3 37,6 Ø500 39,6 280CT - A3 HK11 39 Ø500 41 296CT - B1 HK6 37,5 Ø500 39,5 280CT - B2 HK4 37,4 Ø500 39,4 280CT - B3 HK9 39,3 Ø500 41,3 296CT - B4 HK10 35 Ø500 37 258
VI. Thiết kế cho đài móng cọc: Nội lực dưới chân cột:
Page 22
Point Load QX QY N MX MY1 BAO MAX 5,27 0,67 228,23 1,109 1,2462 BAO MAX 1,79 0,68 218,39 1,09 1,1073 BAO MAX 1,99 8,87 224,05 1,118 1,1814 BAO MAX 2,08 9,69 222,78 1,147 1,319
Nội lực tại trọng tâm móng 11,13 19,91 893,45 4,464 4,853
- Chiều sâu chôn đài tính từ đáy đài đến mặt đài và phải thỏa mãn điều kiện: (hmin là chiều cao tối thiểu của đài để tổng các lực ngang tác dụng vào đài được tiếp thu hết ở phần đất đối diện, cọc chỉ làm việc như cọc chịu kéo hoặc nén đúng tâm)
Với: là góc ma sát trong và trọng lượng tự nhiên của cát từ đáy đài trở lên
- tổng tải trọng ngang. Từ kết quả nội lực, có Q tại chân cột:
b – cạnh đáy dài theo phương vuông góc với lực ngang Q, chọn
Chọn chiều cao đài thỏa điều kiện: Thỏa mãn yêu cầu về chọc thủng của cọc vào đài.
Số lượng cọc và bố trí cọc: Số lượng cọc được xác định:
, Chọn nc = 4 cọc.
Mặt bằng bố trí cọc như hình vẽ:
Page 23
Vậy cọc của móng cẩu tháp được chọn là 4 cọc đường kính Ø600 mới thỏa mãn yêu cầu chịu nén và chịu kéo của cẩu tháp.Ta có phản lực tác dụng lên đầu cọc là P1 = P2 = Pmin = 98,82 (T) và P3 = P4 = Pmax = 100,07 (T)
VII.Tính toán cốt thép cho đài cọc :
Tính toán moment và bố trí thép cho đài cọc :
Page 24
o Moment tương ứng với mặt ngàm I - I :
MI = r1 (P3 + P4 )
Với P3 =P4 = Pmax = 100,07 (T)
MI = 1,2x (100,07 + 100,07) = 240,17 (Tm).
o Moment tương ứng với mặt ngàm II - II :
MII = r2 ( P1 + P4 )
Với P1 = Pmin = 98,82 (T); P4 = Pmax = 100,07 (T)
MII = 1,2 (98,82 + 100,07) = 238,7 (Tm).
Cốt thép :
= 50,42 cm2.
Chọn : 2716@200; có Fa = 54,26 cm2. Bố trí theo hai phương.
(mm); chọn a = 200 (mm).
Kiểm tra khả năng xuyên thủng của cọc vào đài cọc với phản lực trên đầu cọc là:
PCmax = 100,07 (T), Chu vi xuyên thủng là: Utb = 4x(D+h0) = 4x(0,6+0,55)
. Thỏa điều kiện xuyên thủng của cọc vào đài.
Kiểm tra xuyên thủng của cột vào đài móng:
Tải trọng bình quân tác dụng lên cọc .
Lực xuyên thủng: Pxt = 4x223.36 =893,45 (T)
Lực chống xuyên: Pcx = 0,75 x RK xUtb xh0 với Chu vi xuyên thủng là: Utb = 4x(ac+ho), với ac = 1,6(m),
ho = 1,55(m)
Vậy . Thỏa điều kiện xuyên thủng.
Tính toán bu long neo chân cẩu tháp sẽ được tính toán khi có chi tiết chân cẩu tháp cụ thể.
Page 25
