tính toán móng D4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng B. Tính tốn móng D4 Dựa vào kết quả nội lực giải khung ta chọn ra tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất để tính móng Tải trọng truyền xuống móng: N tt = -419.80 (T) M tt = -39.490 (Tm) Q tt = -16.360 (T) Lấy hệ số an toàn n=1.15 N tc = -365.04 (T). M tc = -34.34 (Tm) Q tc = -14.23 ( T) 7.1.Chọn chiều sâu đặt đài cọc: Chiều sâu đài cọc được chọn theo điều kiện cân bằng lực ngang với áp lực bò động phía sau đài cọc: E P ≥ tt Q 2 1 γh 2 tg 2 (45 0 - 2 ϕ )b ≥ tt Q ⇒ h min ≥ tg(45 0 - 2 ϕ ) b Q tt γ 2 Với ϕ : góc ma sát của đất ϕ= 2 ϕ =15.85(độ) γ : dung trọng của đất Sinh viên: Hồ Đức Anh Lớp: XDD47 - ĐH2 200 100 800 1000 -4050 0.0 -2050 1000 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng == dn 2 γγ 0.857(T/ 3 m ) tt Q : lực ngang b : bề rộng đài cọc Tuy nhiên trong quá trình làm việc thành phần ma sát dưới đáy móng tiếp thu một phần lực ngang (khoảng 30%) nên chiều sâu đặt móng cần thiết là: h ≥ 0.7h min Sơ bộchọn b = 3m ⇒ h min ≥ tg(45 - 2 85.15 ) 3857.0 36.162 x x = 2.7m h ≥ 0.7h min = 0.7x2.7 = 1.89m Chọn h = 2m Chọn chiều cao đài h đ = 1m. 7.2.Chọn kích thước cọc,vật liệu làm cọc: Chọn cọc vuông kích thước 300x300 mm. Cọc được chế ngay tại công trường nên để cho việc sử dụng thép một cách kinh tế ta chọn chiều dài mỗi đoạn cọc là 8m. Dự đònh thiết kế cọc gồm 3 đoạn ⇒ L = 3x8 = 24 m Chọn đoạn neo vào đài 0.2m. Đoạn thép đầu cọc neo vào đài 30Φ = 30x0.02 = 0.6m (dự đònh dùng thép Φ20). Vậy chiều dài thực của cọc L P = 24 – 0.2 – 0.6 = 23.2m Diện tích cọc : A P = d 2 = (0.30) 2 = 0.09 m 2 Bê tông dùng trong cọc Mác 300 R n = 130 kG/cm 2 R k = 10 kG/cm 2 7.3.Chọn cốt thép trong cọc: Tương tự như nhóm 1 7.4.Tính sức chòu tải của cọc: 7.4.1.Theo vật liệu làm cọc: Q u = ϕ(R n A P + R’ n A at ) ϕ : hệ số uốn dọc phụ thuộc vào chiều dài cọc và điều kiện liên kết ở 2 đầu cọc. Đầu cọc ngàm trong đài và mũi cọc nằm trong lớp cát mòn (đất mềm). Tra bảng ta có v = 2. Chiều dài tính toán của cọc: l 0 = vL P = 2x8 = 16 m λ d = d l 0 = 3.0 16 = 53.33 Hệ số uốn dọc theo công thức thực nghiệm: Sinh viên: Hồ Đức Anh Lớp: XDD47 - ĐH2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng ϕ = 1.028 – 0.0000288λ 2 d – 0.0016λ d = 1.028 – 0.0000288(53.33) 2 – 0.0016x53.33 = 0.86 ⇒ Q u = 0.86(1300x0.09 + 28000x8.04x10 -4 ) = 120(T) 7.4.2. Theo đất nền: 7.4.2.1 Theo chỉ tiêu cơ lý: Sức chòu tải tiêu chuẩn của cọc đơn: Q tc = m(m R q P A P + uΣm f f si l i ) m: hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất lấy bằng 1 m R , m f : hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi và mặt bên cọc có kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức chống tính toán của đất,xác đònh theo bảng trang 20 (giáo trình NỀN MÓNG) 1.1 = R m 1 = f m q P : sức chống của đất ở mũi cọc (T/m 2 ) tra theo bảng trang 21 (giáo trình NỀN MÓNG)với độ sâu mui cọc –25.2m so với đáy tầng hầm q P =351.2( 2 / mT ) f si :ma sát bên (T/m 2 ) tại độ sâu trung bình của lớp thứ i mà cọc đi qua, tra theo bảng trang 21 (giáo trình NỀN MÓNG) Cọc đi qua 2 lớp đất khác nhau,trong mỗi lớp ta chia ra thành các lớp nhỏ như sau: Lớp 2 (dày 5.95m): 2x2m+1.95m Lớp 3 (17.25m) :8x2m+1.25m l i :chiều dày của lớp thứ i (m) Sinh viên: Hồ Đức Anh Lớp: XDD47 - ĐH2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng CHIỀU DÀY (m) ĐSTB (m) f si (T/ 2 m ) isi lf * (T/ m ) 2 3 1.7 3.4 2 5 2.05 4.1 1.95 6.98 2.2 4.29 2 8.95 4.5 9 2 10.95 4.7 9.4 2 12.95 4.9 9.8 2 14.95 5.1 10.2 2 16.95 5.3 10.6 2 18.95 5.5 11 2 20.95 5.7 11.4 2 22.95 5.9 11.8 1.25 24.58 6.06 7.57 )*( isi lf ∑ 102.56 u:chu vi cọc (m) u=0.3*4=1.2 (m) Sức chòu tải cho phép : Q a = tc tc K Q K tc :hệ số an toàn được lấy như sau: Sinh viên: Hồ Đức Anh Lớp: XDD47 - ĐH2 5.95m LƠP 3 LƠP 2 2m -2050 SÀN TẦNG HẦM 17.25m -27250 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng Móng có trên 21 cọc K tc = 1.4 Móng có từ 11÷ 20 cọc K tc = 1.55 Móng có từ 6 ÷ 10 cọc K tc = 1.65 Móng có từ 1 ÷ 5 cọc K tc = 1.75 ⇒ Q tc = 1(1.1x351.2x0.09 + 1.2x1x102.56) = 157.8 (T) Dự đònh móng có từ 6÷ 10 cọc ⇒ K tc = 1.65 Q a = 65.1 tc Q = 65.1 8.157 = 95.7 (T) 7.4.2.2.Theo chỉ tiêu cường độ: Theo chỉ tiêu cường độ ta có: Lớp đất 1: BH 1 γ =1.577 (T/ 3 m ) 1 C =0.057 )/( 2 cmKg 1 ϕ =4.91 (Độ) Lớp đất 2: BH 2 γ =1.835 (T/ 3 m ) 2 C =0.17 )/( 2 cmKg 2 ϕ =13.8(Độ) Lớp đất 3: BH 3 γ =1.84(T/ 3 m ) 3 C =0.024 )/( 2 cmKg 3 ϕ =26.53(Độ) Sức chòu tải cực hạn của cọc: Q u = Q s + Q P = A s f s + A P q P Với f s = c a + σ ' h tgϕ a c a :lực dính giữa thân cọc và đất (T/m 2 ),với cọc BTCT c a = c (lực dính của đất ) ϕ a :góc ma sát giữa cọc và đất,cọc BTCT lấy ϕ a = ϕ (góc ma sát trong của đất nền) σ ' h :ứng suất hữu hiệu trong đất theo phương vuông góc với mặt bên cọc (T/m 2 ). Theo giáo trình Nền-Móng trang 62, với cọc ép ta có σ ' h = 1.4(1 - sinϕ)σ ' v σ ' v :ứng suất hữu hiệu theo phương đứng tại giữa lớp đất thứ i mà cọc đi qua. q P :cường độ chòu tải của đất dưới mũi cọc q P = c’N c + σ ' vp N q + γd P Nγ Sinh viên: Hồ Đức Anh Lớp: XDD47 - ĐH2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng N c , N q , N γ :hệ số sức chòu tải phụ thuộc vào ma sát trong của đất ,hình dạng mũi cọc, phương pháp thi công cọc tra bảng các hệ số sức chòu tải của Terzaghi. (công thức bán thực nghiệm được phát triển trên cơ sở các công thức sức chiụ tải của móng nông với sơ đồ trượt của đất dưới mũi cọc tương tự như sơ đồ trượt của đất dưới móng nông, các hệ số được thiết lập cho móng nông tiết diện tròn hoặc vuông). σ ' vp :ứng suất hữu hiệu theo phương đứng tại mũi cọc. γ : dung trọng của đất ở độ sâu mũi cọc. Tính Q s : Lớp 2: f s2 = 1.7 + 1.4tg13.8 0 (1 – sin13.8 0 )[0.835x(2+5.95/2)] = 2.79 T/m 2 Lớp 3: f s3 = 0.24+1.4tg26.53 0 (1–sin26.53 0 )(17.25/2x0.84 + 7.95x0.835 ) = 5.61 T/m 2 ⇒ Q s = A s f s = uΣf si l i = 1.2(2.79x5.95 + 5.61x17.25) = 136.03 (T) Tính Q P : σ ' vp = Σγ I h i = (7.95x0.835 + 0.84x17.25 ) = 21.13 T/m 2 Với ϕ = 26.53 0 ta có : N c = 28 N q = 15.1 N γ = 9.7 q P = 0.24*28 + 21.13x15.1 + 0.84x0.3x9.7 = 328.2 T/m 2 ⇒ Q P = A P q P = 0.09x328.2 = 29.54 (T) Sức chòu tải cho phép của cọc: Q a = p p s s FS Q FS Q + FS s :hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên lấy bằng 2 FS P :hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc lấy bằng 3 ⇒ Q a = 3 54.29 2 136.03 + = 77.86 (T) 7.5.Xác đònh số lượng cọc: Từ kết quả tính sức chòu tải của cọc theo các chỉ tiêu ở mục trên ta chọn ra giá trò nhỏ nhất để thiết kế. Q a = 77.86 (T) Số lượng cọc: n= β a Q N ∑ β = 1.2 ÷ 1.4 là hệ số xét đến ảnh hưởng của momen. Sinh viên: Hồ Đức Anh Lớp: XDD47 - ĐH2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng Chọn β = 1.4 ΣN : tổng lực dọc truyền đến đáy đài ΣN = 668.55 (T) ⇒ n = 1.4 86.77 8.419 = 7.55 Chọn n = 9 cọc. 7.6.Bố trí cọc trong đài: 1000 350 1000 1850 100 350 D 1000 2700 1350 1000 1350 100350 1850 y x 350 2700 4 Khoảng cách giữa mép cọc hàng biên đến mép đài là 2 d ÷ 3 d Chọn 0.2 m. Khoảng cách giữa các cọc từ 3d ÷ 6d. Chọn 1m. Lớp bê tông lót phủ ra khỏi mép đài một đoạn là 100 mm. Bố trí cọc trên mặt bằng như hình trên. 7.7.Kiểm tra móng cọc: 7.7.1.Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc: Khi giải bài toán khung ta đã giả đònh mặt ngàm móng cacùh đáy tầng hầm 1.5m >1m(mặt ngàm móng tính toán).Thiên về an toàn ta coi các lưc Q,M,N đặt tại mặt móng cách đáy tầng hầm 1m Điều kiện kiểm tra: Q max ≤ Q n Sinh viên: Hồ Đức Anh Lớp: XDD47 - ĐH2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng Q min ≤ Q k Q max = max 2 n i y d x x M n N ∑ ∑ + ∑ Q min = − ∑ n N d max 2 n i y x x M ∑ ∑ Q max , Q min :tải trọng lớn nhất và nhỏ nhất tác dụng lên cọc (T). Q n , Q k : sức chòu tải của cọc chòu nén và chòu kéo.(T) ΣN d = ΣN + W đài + W đất +W cọc :tổng tải trọng tác dụng lên cọc (T). n:số lượng cọc trong đài. ΣM y :tổng momen quay quanh trục y, tại đáy đài. (Tm). x max n , x max k :khoảng cách từ tâm móng đến cọc chòu nén, kéo max (m). x i :khoảng cách từ tâm móng đến cọc thứ i (m). Trọng lượng của đài và đất trên đài: W = W đài + W đất +W cọc = 2.7x2.7x1x1.5 + 2.7x2.7x1x0.835+9*0.09*1.5*23.2 =45.21 (T) ΣN đ = 419.8 + 45.21 = 465 (T) ΣM y = M y + Q x h đ = 39.49 + 16.36x1= 55.85 Tm. Q max = 2 )1(3 185.55 9 465 x + = 70.3 (T) Q min = 2 )1(3 185.55 9 465 x − = 33.05 (T) Q max = 70.3 (T) < Q a = 77.86 (T) ⇒ Cọc thỏa khả năng chòu lực. Q min = 33.05(T) > 0 ⇒ cọc chòu nén. 7.7.2.Kiểm tra ổn đònh nền dưới đáy móng khối qui ước: Điều kiện kiểm tra: P tctc tb R < P IItc R2.1 max ≤ P 0 tc min ≥ P tc tb , P tc max , P tc min :ứng suất trung bình,cực đại,cực tiểu tiêu chuẩn tại đáy móng khối qui ước. R II :sức chòu tải ở trạng thái giới hạn II của đất nền tại đáy móng khối qui ước. Góc nội ma sát trung bình của các lớp đất theo chiều dài cọc: Sinh viên: Hồ Đức Anh Lớp: XDD47 - ĐH2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng II tb ϕ = i ii h h ∑ ϕ∑ = 0 47.23 2 23 25.1753.2695.56.14 = + xx Sinh viên: Hồ Đức Anh Lớp: XDD47 - ĐH2 Bmq -27250 Amq Móng Khối Quy Ước -4050 5. 8 7 ° -2050 0.0 10001000 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng Góc truyền lực : α = 0 87.5 4 47.23 4 == tb ϕ Diện tích móng khối qui ước:B mq A mq =B mq = B + 2Ltgα = 2.7 + 2x23.2tg5.87 0 = 7.5 Diện tích móng khối qui ước: F mq = A mq B mq = 7.5*7.5 = 56.25 m 2 Trọng lượng móng khối qui ước: W qu = W cọc +W đất Dung trọng đẩy nổi trung bình của các lớp đất: γ tb = 2.25 25.17842.095.7844.0 xx + = 0.84 T/m 3 W qu =0.84*56.25*25.2+(1.5-0.84)*(2.7*2.7*1)+9*0.3*0.3*23.2*1.5 = 1223.7 (T). Tổng lực đứng tiêu chuẩn tại đáy móng khối qui ước: ΣN tc dq = W qu + ΣN tc = 1223.7 + 15.1 8.419 =1588.7 (T) Ứùng suất trung bình tiêu chuẩn tại đáy móng khối qui ước: P tc tb = 24.28 25.56 1588.7 == ∑ mq tc dq F N T/m 2 Ứng suất cực đại,cực tiểu tại đáy móng khối qui ước: P x mq tc y tc tb tc W M P ∑ += max P x mq tc y tc tb tc W M P ∑ −= min Trong đó: W x mq ,:momen chống uốn theo trục x tại đáy móng khối qui ước x mq W = ( ) 31.70 6 5.75.7 6 2 2 == mqmq AB m 3 ∑ tc y M =34.34+14.23*(23.2+1)=378.71 Tm Suy ra: tc P max 63.33 31.70 71.378 24.28 =+= T/m 2 tc P min 85.22 31.70 71.378 24.28 =−= T/m 2 Sức chòu tải TTGH II của đất nền: R II = tc k mm 21 (Abγ + Bhγ * + Dc) Sinh viên: Hồ Đức Anh Lớp: XDD47 - ĐH2 [...]... XDD47 - ĐH2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng P1i σ gl 7.7.4 Kiểm tra đài cọc: 7.7.4.1.Kiểm tra xuyên thủng giữa cột và đài: Từ cổ móng kẻ đường 450 xuống thì hình tháp xuyên thủng bao trùm lên các cọc nên không cần kiểm tra xuyên thủng giữa cột với đài Sinh viên: Hồ Đức Anh Lớp: XDD47 - ĐH2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng 7.7.4.2.Kiểm tra xuyên thủng giữa cọc và đài: Sinh viên: Hồ Đức Anh Lớp: XDD47... trường hợp nguy hiểm nhất là cọc nằm ngay tại góc đài để tính xuyên thủng Kẻ đường 450 từ mép cọc xuống đài Ta có diện tích của hình tháp xuyên thủng là: Stb = 0.82/cos45 = 1.16 m 2 Lực chống xuyên: Pcx = Rk *Stb = 1.16* 10 4 *10 = 116 T Pcx > Qmax = 70.3 T Điều kiện chống xuyên giữa cọc và đài thoả 7.8 .Tính toán, bố trí cốt thép trong đài: Sơ đồ tính của đài là một console ngàm vào cột theo chu vi cột... điều kiện làm việc k tc =1.1 HS độ tin cậy A, B, D :hệ số tra bảng phụ thuộc vào ϕtc=26.53(độ) A = 0.87; B = 4.51; D = 7.02 b: bề rộng của móng khối qui ước γ = γ 3II =0.842 :dung trọng lớp đất dưới đáy móng ở TTGH II h, γ* :chiều dày và dung trọng lớp đất từ đáy móng khối qui ước trở C= C 3 =0.032 lực dính đất nền lớp 3 ở TTGH II II ⇒R =(1.2*1.3/1.1)(0.87x7.5x0.842+4.51*(1223.7/58.25) + 7.02x0.032... động như vật thể “đàn hồi” 7.7.3.Kiểm tra lún: Phần lún của móng cọc là độ lún của đất nằm dưới móng khối qui ước hay độ lún của nền dưới mũi cọc ng suất gây lún: tc P = P tb −∑γi h i = 28.24 – (0.8x1.591 +1.2*0.591+ 8x0.844 + 17.25x0.842) = 5 T/m 2 Từ cố liệu thống kê ta có Biểu Đồ Cố Kết của lớp đất thứ 3 II Sinh viên: Hồ Đức Anh Lớp: XDD47 - ĐH2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng BIEU DO NEN CO KET... T/m4 23.2 Momen quán tính tiết diện ngang cọc: I= d 4 (0.3) 4 = = 0.00068m 4 12 12 Độ cứng ngang của cọc: EbI = 2.9x106x0.00068 = 1957.5 Tm2 Chiều rộng qui ước của cọc bc = b+2*b*tg ϕtb = 0.3+2*0.3tg24.5 = 0.57 m Hệ số biến dạng: αbd = 5 Kbc 5 650 x0.57 = = 0.72m −1 Eb I 1957.5 Chiều dài tính đổi phần cọc trong đất: le = αbdLP = 0.72x23.2 = 16.7 m > 4 Sinh viên: Hồ Đức Anh Lớp: XDD47 - ĐH2 Đồ án tốt... cách từ cọc i đến vò trí ngàm Sinh viên: Hồ Đức Anh Lớp: XDD47 - ĐH2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng 7.8.1.Phương x: 625 625 P P P = 3*70.3 =210.9( T) M = Pl = 210.9*0.625=131.8 (T*m) Momen cho 1m bề rộng : 131.8 = 48.9 Tm 2.7 M 48.9 x10 5 = = 24.3cm 2 Chọn Φ25a200 Fa = 0.9 R h 0.9 x 2800 x80 a 0 M= 7.8.2.Phương y: Sinh viên: Hồ Đức Anh Lớp: XDD47 - ĐH2 750 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng P P = 3*(465/9)... Anh Lớp: XDD47 - ĐH2 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng BIEU DO NEN CO KET Lop Dat 3 0.8 0.774 e 0.7 0.68 0.6 0 1 0.671 2 0.667 3 0.665 4 5 p(kg/cm2) Dùng phương pháp tổng phân tố để tính lún với bề dày mỗi lớp là 1m Bảng kết quả tính lún trình bày ở trang sau bt σ tb 27.049 = 5.52 > 5 Như vậy tại độ sâu z = 5 m từ mũi cọc ta có gl = 4 9 σ tb Vậy vùng nền sâu 5 + 27.25 = 32.25m kể từ mặt đất tự nhiên Phan... 2800 x 26 a 0 Fa > Att = 4.022 cm Nên ta chọn lại thép cọc Chọn lại :2φ20 cho mỗi cạnh Sinh viên: Hồ Đức Anh Lớp: XDD47 - ĐH2 4.0277 4.00372 3.95418 3.86041 3.74185 3.77913 3.44432 3.26686 3.07188 2.87699 2.66856 2.22909 1.80002 1.34897 0.15868 0.51646 -1.8062 Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng Tính cốt đai: H = 1.818 T = 1818 (kG) 8 Rk bh02 Rad nf d utt = Q2 Chọn đai Φ8, n = 2, fd = 0.503 cm2 8 x10 x30 x... 0.722x1957.5x0.01A3– 0.72x1957.5x0.006B3+2.57C3 + 0.72 D3 =10.15A3 –8.46B3 + 2.57C3 + 2.53D3 Z 0 0.22 0.44 0.67 0.89 1.11 1.33 1.56 1.78 2.00 Ze 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Sinh viên: Hồ Đức Anh Lớp: XDD47 - ĐH2 A3 0 0 -0.001 -0.005 -0.011 -0.021 -0.036 -0.057 -0.085 -0.121 B3 0 0 0 -0.001 -0.002 -0.005 -0.011 -0.02 -0.034 -0.055 C3 1 1 1 1 1 0.999 0.998 0.996 0.992 0.985 D3 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6... fd = 0.503 cm2 8 x10 x30 x ( 25) 2 0.8 * 2800 x 2 x 0.503 = 1022.7cm utt = (1818) 2 2 1.5 R k bh0 1.5 x10 x30 x ( 25) 2 = =154.7cm umax = Q 1818 uct = 20cm Chọn u = 200 mm Sinh viên: Hồ Đức Anh Lớp: XDD47 - ĐH2 . xây dựng B. Tính tốn móng D4 Dựa vào kết quả nội lực giải khung ta chọn ra tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất để tính móng Tải trọng truyền xuống móng: N tt. tra móng cọc: 7.7.1.Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc: Khi giải bài toán khung ta đã giả đònh mặt ngàm móng cacùh đáy tầng hầm 1.5m >1m(mặt ngàm móng