50569 07tkkt mo cau xong b1esp 20131213090938

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN MỐ MÓNG CẦU I ) SỐ LIỆU THIẾT KẾ 1.) Số liệu chung Hạng mục : mố M1 Loại cầu :Cầu dầm SUPER - T Tiêu chuẩn thiết kế : 22TCN 272 - 05 Tải trọng thiết kế HL 93 Xe tải thiết kế + Tải trọng Xe hai trục thiết kế + tải trọng 2.) Số liệu kết cấu phần ∗ Loại dầm : Dầm Super - T ∗ Số lượng dầm N = Dầm ∗ Chiều dài dầm L = 39 m ∗ Chiều dài nhịp tính toán Ltt = ∗ Khổ cầu B = m ∗ Chiều rộng toàn cầu W = 12 m ∗ Số xe n = Làn ∗ Số lề người nng = Lề ∗ Bề rộng người bng = ∗ Tải trọng hành q = ∗ Hệ số xe m = ∗ Trọng lượng riêng bê tông γc = ∗ Số lượng dầm ngang ng = ∗ Chiều cao gối cầu hg = 0.15 m ∗ Chiều cao dầm H = 1.7 m ∗ Bề dày BMC hf = 0.2 m ∗ Chiều cao phần gờ lan can hglc = 0.8 m 38.2 m 1.2 m KN/m3 24.5 KN/m dầm 3.) Số liệu mố ∗ Loại mố : Mố chữ U BTCT đặt móng cọc khoan nhồi ∗ Loại cọc : Cọc khoan nhồi BTCT đường kính D = ∗ Số lượng cọc = cọc ∗ Chiều dài cọc = 70 m SV : NGÔ ANH TUẤN 204 1.00 m MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC DỌC MỐ a7 a6 a10 b11 a8 b7 b4 b10 F b9 C a9 a11 D a3 b8 b6 b3 b5 C F b2 a5 a2 E B a4 B +Mx +Hx b1 +My +Hy +V A A D E a1 KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC NGANG MỐ 11300 256 18 15 900 900 900 900 900 350 20 00 30 00 350 22 8 50 256 12000 SV : NGÔ ANH TUẤN 205 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Kích thước mố theo phương dọc cầu : SST Tên kích thước KH Giá trị ĐV Chiều rộng bệ mố a1 m Bề rộng tường cánh ( phần cánh ) a2 1.8 m Bề dày tường thân a3 1.2 m K/C từ tường thân đén mép bệ a4 m Bề rộng tường cánh ( phần đuôi ) a5 3.193 m Bề rộng tường cánh (toàn ) a6 5.343 m Khoảng cánh từ tường đầu đến mép bệ a7 0.85 m Bề dày tường đầu a8 0.35 m Kích thước phần đỡ dẫn a9 0.3 m 10 K/C từ tim gối đến mép tường thân a10 0.45 m 11 Kích thước đá kê gối theo phương dọc cầu a11 0.7 m 12 Chiều dày bệ mố b1 m 13 Kích thước tường cánh (phương đứng) b2 0.8 m 14 Kích thước tường cánh (phương đứng) b3 2.071 m 15 Kích thước tường cánh (phương đứng) b4 2.079 m 16 Chiều cao mố (từ đáy bệ đến đỉnh tường đầu) b5 6.35 m 17 Chiều cao tường thân b6 m 18 Chiều cao tường đầu b7 1.35 m 19 Tổng chiều cao tường thân tường đầu b8 4.35 m 20 Chiều cao đá kê gối b9 0.15 m 21 C/C từ đỉnh mấu đỡ BQĐ tới đỉnh tường lcan b10 1.3 m 22 Kích thước mấu đỡ độ b11 0.2 m KH Giá trị ĐV SST Tên kích thước Bề dày tường cánh c1 0.35 m Chiều rộng mố theo (phương ngang cầu) c2 12 m Bề rộng mố (phương ngang cầu) c3 12 m Bề rộng đá kê gối c4 0.9 m Số lượng đá kê gối ng Chiếc SV : NGÔ ANH TUẤN 206 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN KẾT CẤU 1.) Tónh tải (DC) ∗ ∗ Trọng lượng riêng bê tông γc = 25 KN/m ∗ Trọng lượng riêng đất γs = 18 KN/m3 ∗ Góc ma sát đất ϕs = 30° ∗ Góc ma sát đất tường δs = 0 Tónh tải tiêu chuẩn gây trọng lượng thân mố tính sau : P = V *γ Trong : V : thể tích phận γ : Trọng lượng riêng bê tông cốt thép ∗ Từ kết cấu phần ( Phản lực gối tất dầm ) Ta tính toán phần dầm : Tónh tải mét dài dầm Dầm : DCg = 3328.64 kg/m DWg = 370 kg/m DCb = 4344 kg/m DWb = 304.8 kg/m Dầm biên : + Tổng tónh tải DC : DC = ( 4* DCg + 2* DCb )* L * g /2 Trong : g = 9.81 m / s DC = 4316.90 KN KN DW = ( 4* DWg + 2* DWb )* L * g / KN DW = 102.49488 KN ∗ Từ kết cấu phần P = V*γ Trong : V : thể tích phận γ : Trọng lượng riêng bê tông cốt thép SV : NGÔ ANH TUẤN 207 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG STT Tên kết cấu Thể tích Công thức tính T lượng (m ) (kN) Vbm= b1*a1*c2 120.0 3000.00 Bệ mố Tường thân Vtt=a3.b6.c3 43.20 1080.00 Tường đầu ( ) Vtd=a8.b7.c3 5.67 141.75 Mấu đỡ độ Vmđ =(b11+a9/2)*a9*(c3-2*c1) 1.10 27.54 Tường cánh (phần đuôi ) Vtcd=(2b4+b3)*a5*c1 6.96 174.03 Tường cánh (phần thân ) Vtct=2*(b2+ b3 + b4)*a2*c1 6.24 155.93 Đá kê gối Vđkg=ng*(a11*b9*c4) 0.47 11.81 Tường tai 2*0.85*(0.256+0.35)/2*0.85 0.44 10.95 4602.01 Tổng ∗ Các lực tác dụng lên mố trọng lượng thân sinh mômen, lực dọc lực cắt tiết diện tính toán + Momen tiết diện cần tính : M = P*e Trong : P : Các lực gây momen tiết diện tính toán e : Độ lệch tâm điểm đặt lực so với trục trung hòa mc cần tính toán Quy ước dấu momen : M > Khi hướng phía đường M < Khi hướng phía sông Bảng tính nội lực cho tiết diện A - A tải trọng thân Kết cấu Tiết dieän A - A P(kN) e (m) M(kN.m) Beä mố P1 3000.00 0.000 0.000 Tường thân P2 1080.00 0.100 108.000 Tường đầu P3 141.75 0.525 74.419 Mấu đỡ độ P4 27.54 0.850 23.412 SV : NGÔ ANH TUẤN 208 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Tường cánh (đuôi) P5 174.03 4.097 712.916 Tường cánh (phần thân ) P6 155.93 1.600 249.480 Đá kê gối P7 11.81 0.000 0.000 Tường tai P8 10.95 0.075 0.821 Tổng cộng 1169.048 4602.01 Bảng tính nội lực cho tiết diện B - B trọng lực thân Tiết diện B - B Kết cấu P(kN ) e(m) M(kN.m) Tường thân P2 1080.00 0.000 0.00 Tường đầu P3 141.75 0.425 60.24 3.Mấu đỡ đôP4 27.54 0.750 20.66 Đá kê gối P7 11.81 -0.100 -1.18 Tường tai P8 10.95 0.750 8.21 Tổng cộng 1272.05 87.93 Bảng tính nội lực cho tiết diện C - C trọng lực thân Kết cấu Tiết diện C-C P(kN ) e(m) M(kN.m) Tường đầu P3 141.75 0.000 0.00 2.Mấu đỡ đôP4 27.54 0.325 8.95 Tổng cộng 169.29 8.95 Hoạt tải xe ôtô ( LL ) tải trọng người (PL) 2.1 Hoạt tải xe ô tô kết cấu nhịp Vẽ đường ảnh hưởng phản lực gối Ta đặt xe kết cấu nhịp Ta có : Y1 , Y2 , Y3 : Tung độ đường ảnh hưởng xe tải thiết kế Y1 , Y2 : Tung độ đường ảnh hưởng xe trục thiết kế SV : NGÔ ANH TUẤN 209 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG L = 38.2 m tt 1200 110 KN 110 KN 4300 4300 145 KN Y1 145 KN 35 KN Y2 Y4 Y3 Y=1 Số xe n = Làn Hệ số xe m = Hệ số xung kích IM = 25% = 0.25 Phản lực : R = P * Yi * nlan * m * (1+ IM) Tải trọng : Rlan = WL * PL Rtk = Max (∑R tr , ∑Ρ2τ) + Rln Bảng kết tính toán hoạt tải Tải trọng Vị trí Tung độ đường Tải trọng Phản lực ảnh hưởng trục P(KN) Ri(KN) Đơn vị Xe hai trục Y1 1.000 110 275.00 KN thieát keá Y4 0.969 110 266.36 KN Y3 0.775 35 67.80 KN Xe taûi Y2 0.887 145 321.70 KN thieát keá Y1 1.000 145 362.50 KN Tải trọng WL 19.1 9.3 177.63 KN 1470.99 KN Hoạt tải xe LL SV : NGÔ ANH TUẤN 210 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG 2.2.) Tải trọng lề hành Tải trọng lề hành phải thiết kế với hoạt tải xe thiết kế ngưng không xét xung kích hoạt tải Tải trọng q = KN PL = m * q * bng *nng * Ltt /2 PL = 137.52 KN 3.) Lực hãm xe (BR) Lực lấy 25% trọng lượng trục xe tải hay xe trục thiết kế tất xe chạy hướng Lực hãm lằm ngang theo phương dọc cầu cách mặt cầu : 1.8 m Dùng gối cao xu phân lớp : BR = 0.25 * m * n * LL LL : trọng lượng trục xe tải hay xe hai trục thiết kế cho P = P1 + P2 + P3 = 325 KN n - tổng số xe cầu m - hệ số xe BR = KN 162.5 4.) Lực ma sát (FR) Lực ma sát chung gối cần phải xác định sở giá trị cực đại hệ số ma sát mặt trượt FR xác định nhö sau : FR = fmax * N (KN) Trong fmax hệ số ma sát bê tông gối cầu ( Di động) fmax = 0.3 N ; Phản lực gối tónh tải hoạt tải (không kể xung kích) N = Rtk + DC +DW = FR = 1767.12 5890.38 KN KN 5.) Lực ly tâm (CE ) Lực ly tâm lấy tích số trọng lượng trục xe tải hay xe hai trục với hệ số C lấy sau : C =4/3 * v2 /( g*R) V- tốc độ thiết kế = 40 km/h g - Gia tốc trọng trường = SV : NGÔ ANH TUẤN 9.81 m/s2 211 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG R - bán kính công xe = m Lực ly tâm cách phía mặt đường 1.8 m C= 0.00 KN 6.) Tải trọng gió ( WS , WL ) 6.1) Tải trọng gió tác động lên công trình a Tải trọng gió ngang : PD = 0.0006 * V2 * At * Cd ≥ 1.8 * At ( KN ) Trong : V Tốc độ gió thiết kế = 38 m/s V25 Tốc độ gió xét thêm = 25 m/s V = VB * S VB Tốc độ gió giật s với chu kỳ xuất 100 năm thích hợp với vùng tính gió vị trí cầu nghiên cứu S Vùng tính gió VB (m/s) I 38 (Điều 3.8.1.1-1) Hệ số điều chỉnh khu đất chịu gió độ cao mặt cầu theo quy định Cao độ mặt cầu (Bảng 3.8.1.1-2) S At 10 1.09 Diện tích kết cấu hay cấu kiện phải tính tải trọng gió ngang (m2) b Chiều rộng toàn cầu bề mặt lan can = 11.4 m d Chiều cao KCPT bao gồm lan can đặc có 2.7 m = d = Hd + hf + hg d/b = 0.23684211 Cd Hệ số cản phụ thuộc vào tỷ số b/d = 1.9 (B Đồ 3.8.1.2.1.1) So sánh PD tìm 1.8 * At , ta lấy giá trị Max SV : NGÔ ANH TUẤN 212 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Bảng tải trọng gió ngang WS xét tới mặt cắt A - A Kết ez At PD 1.8At PD(tk) Mx PD25 Mx25 caáu (m) (m ) kN kN kN kN.m kN kN.m Moá 4.475 19.818 32.624 35.672 35.67 159.634 14.120 63.188 KCPT 6.350 52.650 86.670 94.770 94.77 601.790 37.513 238.208 130.44 761.42 51.63 301.40 Tổng Bảng tải trọng gió ngang WS xét tới mặt cắt B - B Keát ez At PD 1.8At PD(tk) Mx PD25 Mx25 kN kN kN kN.m kN kN.m (m ) cấu (m) Mố 2.475 19.818 32.624 35.672 35.67 88.289 14.120 34.948 KCPT 3.600 52.650 86.670 94.770 94.77 341.172 37.513 135.047 130.44 429.46 51.63 170.00 Tổng b Tải trọng gió dọc - Đối với mố , trụ, kết cấu phần giàn hay loại kết cấu khắc , có bề mặt cản gió lớn song song với tim dọc kết cấu phải xét tải trọng gió dọc Vì ta tính tải trọng gió dọc 6.2 Tải trọng tác dụng lên xe cộ (WL) a Tải trọng gió ngang : - Áp lực gió ngang tác dụng lên xe cộ lấy 1.5 kN/m tác dụng theo hướng nằm ngang ,ngang với tim dọc kết cấu cách mặt đường WLN = 1.5 * L/2 = 1.80 m 29.25 kN b Taûi trọng gió dọc: - Áp lực gió dọc tác dụng lên xe cộ lấy 0.75 kN/m tác dụng theo hướng nằm ngang , song song với tim dọc kết cấu cách mặt đường SV : NGÔ ANH TUẤN 213 1.80 m MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG * Kiểm tra : Mu < Mr = * Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu ρ = * 0.0070 427.508 Thỏa mãn 0.03*fc/fy = ≥ Kiểm tra lượng cốt thép tối đa : 0.42 ≥ c/ds = kN.m 0.0021 Thỏa mãn Thỏa mãn 0.14 2.Kiểm tra cấu kiện chịu cắt Hệ số sức kháng : Φ = 0.9 Diện tích cốt thép ngang - D 12 Av = 0.000 mm Cự ly cốt thép ngang : s = 190.000 mm ( Điều 5.8.2.4 - 22 TCN 272 - 05 ) Không cần kiểm tra diện tích cốt thép ngang tối thiểu - Hệ số biểu thị khả bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo : β = 45 ° Φ = - ( Điều 5.8.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) Sức kháng cắt Vn , phải xác định trị số nhỏ : Vn = 0.25 * fc *bv*dv - Sức kháng cắt danh định ứng suất kéo bê tông Vc = β 12 f c w.d = 492.950 ( Điều 5.8.3.3-3 - 22 TCN 272 - 05 ) dv = max(d-a/2 , 0.72.h, 0.9d ) Vn = kN = 290.00 mm 3915.000 kN ( Điều 5.8.3.3 - 22 TCN 272 - 05 ) − Sức kháng cắt cốt thép chịu cắt : Vs = kN ( Ñieàu 5.8.3.3 - 22 TCN 272 - 05 ) Vr = Min ( 0.9* Vn , 0.9*( Vc+Vs)) = - 443.66 kN Kiểm tra cự ly tối đa cốt theùp ngang : Vu  s1 = ( 0.8d v ; 600mm ) neáu f ' b d < 0.1  c v v s ≤  s2 = ( 0.4d ;300mm ) neáu Vu ≥ 0.1 v  fc' bv d v  ( Điều 5.8.2.4 - 22 TCN 272 - 05 ) S≤ Vu = SV : NGÔ ANH TUẤN Smin = 60.9 232 mm < Vr oK = 443.66 248 kN MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Thỏa mãn Kiểm tra nứt - Ứng suất cốt thép chịu kéo trạng thái giới hạn sử dụng không vượt 0.6.fy ( Điều 5.7.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) fsa = Z/(dc.A) 1/3 ≤ 0.6.fy 0.6.fy = 252 MPa dc = 50 mm n = 12 Diện tích trung bình bê tông bọc quanh thép A = Z = fsa = Z/(dc.A) 2*dc*W/n = 30000 1/3 mm2 48000 N/mm = 224.07 < 0.6.fy = 252 MPa ( Điều 5.7.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) KL : Thỏa mãn điều kiện chống nứt KIỂM TOÁN MẶT CẮT G3 Bảng tổ hợp tải trọng xét tới mặt cắt G3 HƯ số Trạng thái giới hạn Qy Mz EH β LS kN kNm CĐ I 1.50 1.75 66.34 79.61 CĐ II 1.50 0.00 40.22 48.26 CĐ III 1.50 1.35 60.37 72.44 Sư dơng 1.00 1.00 41.74 50.09 - Chiều rộng mặt cắt b ,bw, W = 1800 mm - Chiều cao mặt cắt 350 mm - Chiều cao có hiệu mặt cắt d = 300 mm - Chiều dày lớp phủ bê tông 50 - Cường độ chịu nén bê tông fc = 30 - Trọng lượng riêng bê tông γc = 24.5 - Mô đun đàn hồi bê tông SV : NGÔ ANH TUẤN h = dc = mm MPa kN/m3 Ec =0.043* γc1.5*fc1/2 = 249 28561.316 MPa MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG - Cường độ thép : fy = 420 MPa - Modun đàn hồi thép : Es = 200000 MPa Tổ hợp dùng để kiểm toán : Cường độ I Kiểm tra cầu kiện chịu uốn Φ Hệ số sức kháng kết cấu chịu nén Φ = Diện tích thép : - D20 Hàm lượng cốt thép 1570.80 As = ρ = As/ (d.b) 0.9 0.0029 = Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất β1 = mm2 0.8357 0.85f'cab Chiều dày khối ứng suất tương đương a = c*β1 A s ×f y 17.199 mm ⇒c= = 0.85×β ×f c ×b w ⇒ 14.373 a = a mm Asfy Sức kháng uốn Mr = Φ * As*fy *d = Momen tính toán ngoại lực Mu = * Kiểm tra : Mu < Mr = * Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu 0.0029 ρ = * Kiểm tra lượng cốt thép tối đa : 0.42 ≥ c/ds = 79.608 178.128 kN.m kN.m kN.m 0.03*fc/fy = ≥ 178.128 Thoûa mãn 0.0021 Thỏa mãn Thỏa mãn 0.06 2.Kiểm tra cấu kiện chịu cắt Hệ số sức kháng : Φ = 0.9 Diện tích cốt thép ngang - D 12 Av = 0.000 mm2 Cự ly cốt thép ngang : s = 190.000 mm ( Điều 5.8.2.4 - 22 TCN 272 - 05 ) Không cần kiểm tra diện tích cốt thép ngang tối thiểu - Hệ số biểu thị khả bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo : β = Φ = - ( Điều 5.8.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) 45 ° Sức kháng cắt Vn , phải xác định trị số nhỏ : Vn = 0.25 * fc *bv*dv - Sức kháng cắt danh định ứng suất kéo bê tông SV : NGÔ ANH TUẤN 250 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG β Vc = 12 f c w.d = 492.950 ( Điều 5.8.3.3-3 - 22 TCN 272 - 05 ) dv = max(d-a/2 , 0.72.h, 0.9d ) Vn = kN = 290.00 mm 3915.000 kN ( Điều 5.8.3.3 - 22 TCN 272 - 05 ) − Sức kháng cắt cốt thép chịu cắt : Vs = ( Điều 5.8.3.3 - 22 TCN 272 - 05 ) kN Vr = Min ( 0.9* Vn , 0.9*( Vc+Vs)) = - 443.66 kN Kiểm tra cự ly tối đa cốt thép ngang : Vu  s1 = ( 0.8d v ; 600mm ) neáu f ' b d < 0.1  c v v s ≤  s2 = ( 0.4d ;300mm ) neáu Vu ≥ 0.1 v  fc' bv d v  ( Điều 5.8.2.4 - 22 TCN 272 - 05 ) S≤ Smin Vu = = 232 mm < 66.3 Vr oK = 443.66 kN Thỏa mãn Kiểm tra nứt - Ứng suất cốt thép chịu kéo trạng thái giới hạn sử dụng không vượt 0.6.fy ( Điều 5.7.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) fsa = Z/(dc.A) 1/3 ≤ 0.6.fy 0.6.fy = 252 MPa dc = 50 mm n = 12 Diện tích trung bình bê tông bọc quanh thép A = Z = fsa = Z/(dc.A) 2*dc*W/n = 30000 1/3 = 48000 mm2 N/mm 224.07 < 0.6.fy = 252 MPa ( Điều 5.7.3.4 - 22 TCN 272 - 05 ) KL : Thỏa mãn điều kiện chống nứt SV : NGÔ ANH TUẤN 251 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG IV.Tính toán móng mố : 1.Tải trọng dùng tính toán: - Tải trọng dùng tính toán thiết kế móng giá trị max tổ hợp tải trọng trên, cụ thể sau: Phương dọc cầu: V = 16981.93 kN Hx = 4559.1 kN My = 9509.227 kNm Phương ngang cầu Hy = 182.62 kN Mx = 1065.99 kNm 3.5.2.Tính toán số cọc: - Chọn loại khoan nhồi đường kính 1m, chiều dài dự kiến cọc 70m - Căn vào tài liệu khảo sát địa chất công trình, ta chọn lớp làm lớp chịu lực a.Sức kháng bên cọc Φ mb gh = u * ∑ m f * fi * hi Trong đó: u : Chu vi mặt cắt ngang cọc u =3.14*D = 3.14 mf : Hệ số điều kiện làm việc mf = fi : Cường độ tính toán theo mặt xung quanh cọc hi : Chiều cao lớp đất chia nhỏ 0.7 m ( Bảng 10.5.5-3) Ta chia lớp đất thành lớp có chiều dày hi=2m để tính toán Cụ thể sau: Địa chất Lớp Bùn sét lẫn bụi xám nâu đen, TT:dẻo chảy đến chảy C= 0.112 (kg/cm2) ϕ= 5O02' B= 1.09 W= 70.50% ε = 1.896 γ= 1.87 (T/m3) H= 44.5 (m) Lớp Cát pha lẫn bụi màu xám nâu nhạt ,TT chặt vừa SV : NGÔ ANH TUẤN 252 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP C= GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG 0.05 (kg/cm2) ϕ= ∆= 26O34 W = 18.60% ε= 0.593 γ= 1.991 (T/m3) H= 2.676 5.5 (m) Lớp3 sét lẫn bụi, xác thực vật,TT dẻo mềm đến dẻo cứng C= 0.229 ϕ= 13 33' B= 0.45 γ= 1.803 ε = 1.051 ∆= 2.687 W = 37.20% H= (kg/cm2) O 16 (T/m3) (m) Lớp Cát mịn lẫn bụi màu xám nâu nhạt, TT chặt vừa đến chặt ∆ = 2.671 C= 0.053 (kg/cm2) O ϕ= 26 12' B= ε= 0.629 γ= 1.981 W= 20.50% H= 5.5 (T/m3) (m) Lớp sét lẫn bụi mầu xám ghi loang nâu màu đỏ, TT :cứng ∆ = 2.726 C= 0.465 ϕ= 18 16' B= -0.02 ε= 0.673 γ= 1.9999 W = 22.90% H= SV : NGÔ ANH TUẤN (kg/cm2) O 4.5 (T/m3) (m) 253 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Đường kính cọc khoan nhồi Þ = 1.00 m Chiều dài cọc L = 70 m Ps : Chu vi thân cọc U = 3.142 m Ap : diện tích mũi cọc F = 0.785 m² Tìm hệ số ma sát fi Do lớp khả chịu lực nên fi lớp Z24 = 46.5 m ⇒ f1 = 49.05 kN/m Z25 = 48.5 m ⇒ f2 = 50.03 kN/m Z26 = 50 m ⇒ f3 = 51.01 kN/m Z27 = 52 m ⇒ f4 = 42.18 kN/m Z28 = 54 m ⇒ f5 = 42.28 kN/m Z29 = 56 m ⇒ f6 = 42.38 kN/m Z30 = 58 m ⇒ f7 = 42.48 kN/m Z31 = 60 m ⇒ f8 = 42.58 kN/m Z32 = 62 m ⇒ f9 = 42.68 kN/m Z33 = 64 m ⇒ f10 = 42.18 kN/m Z34 = 66 m ⇒ f11 = 42.78 kN/m Z35 = 68 m ⇒ f12 = 68.67 kN/m Z36 = 70 m ⇒ f13 = 69.65 kN/m Z37 = 71.5 m ⇒ f14 = Z38 = 72.5 m ⇒ f15 = 98.1 kN/m = Z39 = 74.5 m ⇒ f16 68.67 kN/m 99.08 kN/m Lớp đất thứ Lớp đất thứ Lớp đất thứ Lớp đất thứ Sức kháng bên cọc Φ mb gh = u * ∑ m f * f i * hi = 3583.84 kN b.Sức kháng mũi cọc Mũi cọc đặt vào lớp đất thứ 4, độ sâu 70 m so với mặt đất tự nhiên Diện tích cọc: A =3.14*D2/4 = Hệ số sức kháng mũi : mR = 0.785 m2 Chân cọc nằm lớp đất sét nên ta xác định dược cường độ Tính toán đất mũi cọc theo công thức R=0.75β(γ∗d*Aok+α∗γ∗h*Bok) h/d= 70 Từ ta có: SV : NGÔ ANH TUẤN 254 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG α= 0.44 β= 0.25 Aok= 9.5 h/d= o 18.6 d = 1m B k= tra hệ số bảng A6 ϕ= 18O16' 70 Chân cọc nằm lớp đất cát ta tính R R= 218.4 T= 2184 KN Sức chịu tải giới hạn cọc xác định φgh=m(mR.R.F+u.Σmfi.hi.fi) mR= φgh= mfi = 0.7 5298.12533 KN Sức chịu tải cho phép cọc 4075.481 kN Φcp = Φgh /1.3 = - Số cọc tính toán là: n = V/Φcp = 4.16685235 Cọc Số cọc thực tế phải nhân thêm với hệ số an toàn ß β nằm khoảng từ 1.3 đến 1.6 chọn β= 1.3 - Số cọc chọn nc = n*ß=n*1.3 = 5.41690805 Chọn n = cọc => Vậy chọn thiết kế cọc 3.5.3.Thiết kế cốt thép cho cọc: Cọc khoang nhồi có đường kính D= m Chiều dài cọc Lc = 70 m 3.5.3.1.kiểm tra cọc chịu lực dọc trục Điều kiện: V/nc+Gc ≤ Φcp Với : V/nc = 3396.386 kN Gc = Lc*π*d²* γBT /4 = 70*3.14*1²*2.5/4 = 1346.958 kN Vaäy :V/nc+Gc = 5298.13 kN (Thỏa) 4743.343 kN < Φgh = 3.5.3.2.Kiểm tra cọc chịu lực ngang: °Lực cắt đầu cọc: Phương dọc cầu: +Hi = Hx/nc = 759.846 kN 30.437 kN Phương ngang cầu: +Hi = Hy/nc = SV : NGÔ ANH TUẤN 255 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG °Mômen đầu cọc: Phương dọc cầu: +Mi = Mx/nc = 177.665 kNm Phương ngang cầu: +Mi = My/nc = 1584.871 kNm 3.5.3.3.Phân tích chuyển vị nội lực đầu cọc: 1.Tính hệ số biến dạng: α= K * d tt / E * I Trong K hệ số tỉ lệ tính dựa vào chiều sâu ảnh hưởng cọc Chiều sâu ảnh hưởng: hah = 2(d+1) = m Vậy chiều sâu ảnh hưởng nằm lớp đất thứ °Hệ số tỉ lệ : +Lớp :Bùn sét,B=1.09 , cọc nhồi, Được K1 = => tra theo baûng G.1 200 T/m4 tt K = 2000 kN/m4 °Đường kính tính toán cọc : dtt= kФ* (d+1) *k’ Cọc tròn : kФ=0.9 Lấy: k’=1 dtt = 0.9*(1+1)*1 = 1.8 m +Mômen quán tính : I=π*d4/64 =3.14*14/64 = 0.04908739 m4 +Mô đun đàn hồi : Bê tông mác 300 E= Vậy : α = 25200000 kN/m² K * d tt / E * I = +Chiều sâu tính đổi bằng: 0.31101864 Ltđ = L*α = >2.5 21.771 m-1 Ltđ >2.5 nên móng cọc coi móng cọc mềm(cọc tựa lên đất) => Kiểm tra cọc vị trí Z = 0.85/α = 2.733 m 2.Tính nội lực đầu cọc: Đầu cọc nằm cách mặt đất tự nhiên khoảng m để thuận tiện tính toán an toàn ta coi đầu cọc nằm mặt đất tự nhiên để tính toán SV : NGÔ ANH TUẤN 256 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Chọn giá trị nội lực bất lợi tác dụng lên đầu cọc để tính toán +Nội lực đầu cọc mặt đất : Qo = kN 30.437 Mo = 1584.871 kNm Ltñ = L*α = Ltñ = 21.77 Ao = 2.441 m 21.771 m tra theo baûng G-2 ta được: Bo = 1.621 Co = 1.751 Chuyển vị góc xoay cọc mặt đất chịu ngoại lực đơn vị: δHH = Ao/α³EI = 6.559E-05 m/kN δHM= δMH =Bo/ α²EI = 1.3547E-05 1/kN δMM= Co/ αEI 4.5512E-06 1/kNm = 1237002.11 kNm² Với : E*I = +Yo = Qo* δHH +Mo* δHM = 0.03125 Chuyển vị đầu cọc cho phép 38 Vậy: Yo = 38 31.25 mm < +φo = Qo* δMH +Mo* δMM = m = => OK 31.25 mm mm mm 0.0008 rad °Kiểm tra độ bền đất xung quanh cọc Điều kiện để cọc làm việc ổn định là: Þmax ≤ [Þ ]cho pheùp Þmax = K*Z*(Yo*A1+ φo *B1/α +Mo*C1/ α²EI +Qo*D1/ α³EI) 2.733 Với Z = 0.85/α = m => thuộc lớp đất Ta có: Ktt = 2000 kN/m4 Kiểm tra cọc vị trí Ze = 0.850 m Tra bảng G – tìm :A1 , B1 , C1 , D1 Ta tra được(tính toán noäi suy) : A1 = 0.033 B1 = 0.18 C1 = 0.799 D1 = 0.085 Vậy : Þmax = 20.612 kN/m2 Tìm [Þ ]cho phép : [Þ ]cho phép = ρ1*ρ2*4*( γI*Z*tgφI+ξ*CI)/cosφI ρ1 = ρ2 = 0.7 Coïc khoan nhồi : ξ = SV : NGÔ ANH TUẤN 0.6 257 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG Tại vị trí Z= 0.85m => thuộc lớp có: γI = CI = 0.112 kg/cm²= o cosφI = cos 02'= 17.8 kN/m³ 11.20 kN/m² 0.9962 tgφI =tg5o02' = 0.105 (Với φi góc ma sát đất) [Þ ]cho phép = 23.353 kN/m² => Þmax ≤ [Þ ]cho phép Nền đất xung quanh cọc đảm bảo khả chịu lực °Kiểm tra độ bền tiết diện cọc +Tìm mômen Mz lớn với: Mz/(α²EI) = Yo*A3 - φo *B3/α +Mo*C3/ α²EI +Qo*D3/ α³EI => Mz =α²EI(Yo*A3 - φo *B3/α +Mo*C3/ α²EI +Qo*D3/ α³EI) Tra bảng G-3 cho Ze tăng dần từ m đến 4m ta bảng sau: x Ze=α*Z A3 B3 C3 D3 Mz 0.00 0.00 0.00 1.00 0.00 1584.87 0.5 0.16 0.00 0.00 1.00 0.15 1599.55 0.31 -0.01 0.00 1.00 0.31 1595.94 1.5 0.47 -0.02 0.00 1.00 0.45 1570.56 0.62 -0.04 -0.01 1.00 0.60 1501.75 2.5 0.78 -0.07 -0.03 1.00 0.75 1393.06 0.93 -0.13 -0.06 0.99 0.90 1187.26 3.5 1.09 -0.20 -0.09 0.98 0.99 935.88 1.24 -0.29 -0.17 0.92 1.18 531.97 4.5 1.40 -0.42 -0.28 0.88 1.32 41.24 1.56 -0.57 -0.42 0.88 1.44 -476.80 5.5 1.71 -0.75 -0.62 0.70 1.54 -1362.23 1.87 -0.96 -0.87 0.53 1.61 -2322.71 6.5 2.02 -1.23 -1.24 0.30 1.64 -3593.58 2.18 -1.58 -1.80 -0.27 1.57 -5657.96 2.49 -2.14 -2.66 -0.94 1.35 -8583.70 8.5 2.64 -2.62 -3.60 -1.88 0.92 -11629.69 2.80 -2.86 -4.16 -2.64 0.20 -13645.72 9.5 2.95 -3.20 -5.08 -4.05 0.10 -16892.78 SV : NGOÂ ANH TUẤN 258 MSSV : 103105059 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD : NGUYỄN TRƯỜNG TRUNG 10 3.11 -3.54 -6.05 -4.89 -1.82 -19389.82 10.5 3.27 -3.75 -7.19 -6.51 -2.50 -22468.73 11 3.42 -3.78 -8.14 -8.22 -3.99 -25151.36 12 3.73 -3.82 -9.67 -12.68 -6.07 -32133.84 13 4.04 -1.88 -10.98 -16.82 -13.10 -31755.28 So sánh giá trị Mz ta thấy vị trí Z=2.5m ứng với Ze=0.7527m mômen Mz đạt giá trị lớn Nên chọn 30609.17 Mz= kNm 30609.17 kNm để tính thép Mmax = 3.Tính thép cho cọc Giá trị momen max dùng thiết kế cọc là: Mmax 30609.17 = kNm - Chọn vật liệu Bêtông cấp 30 có mun đàn hồi E c = 043 y c1 f c '= 29440.08747 Mpa 30 Mpa = f'c Cốt thép cấp 60 có mun đàn hồi Es = 200000 Mpa fy = 420 Mpa fu = 730 Mpa D = m Momen tính toán = Mn 34010.189 kNm M/Ф = (Ф=0.9) - Hàm lượng cốt thép tối thiểu, tối đa ρ = 14 fy = 0.0033 ρ max = 0.75 ρb = 0.75* 0.85 fc' 6120 β1 ( ) = 0.02256741 fy 6120 + f y Trong β1 = 0.85 − 0.05( fc' − 280 )= 70 Ta giả thiết chọn ρ=0.5ρmax SV : NGÔ ANH TUẤN 0.83571429 = (Do 28 Tra bảng 6-2 (Sách tính toán móng theo trạng thái giới haïn) R' = γ = 150 T/m2 1.999 T/m3 Tra bảng 6-5 (Sách tính toán móng theo trạng thái giới hạn) được: K1 = => R = 0.04 K2 = 331.137 0.2 T/m2 °Ứng suất tải trọng gaây ra: δ = N/F = 4.4660 T/m2 < R = 331.13722 T/m2 *Kieåm tra :δmax cn = 14000 T/m³ (L=70m >10m) 70000 d:là đường kính cọc (d =1 m) L:chiều sâu chôn cọc(L = 70m) K : Hệ số tỉ lệ (K = δmax = 200 T/m4) 10.720 T/m2 < 1.2R = 397.365 T/m2 => Ứng suất mặt phẳng mũi cọc thỏa mãn Vậy điều kiện bền thỏa mãn SV : NGÔ ANH TUẤN 262 MSSV : 103105059