đồ án thiết kế móng băng

A. THIẾT KẾ MÓNG BĂNG I. ĐỘ SÂU ĐẶT MÓNG: Móng đặt tại lớp đất số 5 II. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MÓNG BĂNG: Với N tt = 127(T) M tt = 11.1(T.m) H tt = 12.9T Ta có tải trọng tính toán và tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên các cột và tổng tải trọng tác dụng lên móng băng là: 1. Tải trọng tính toán: STT COÄT N tt (T) M tt (Tm) H tt (T) 1 A 59 5.2 5.9 2 B 91 8 9.2 3 C 94 -8.2 -9.5 4 D 127 -11.1 -12.9 Toång 371 -6.1 -7.3 2. Tải trọng tiêu chuẩn: Hệ số hoạt tải n = 1.15 STT COÄT N tc (T) M tc (Tm) H tc (T) 1 A 51.3 4.5 5.13 2 B 79.13 6.96 8 3 C 81.7 -7.13 -8.26 4 D 110.4 -9.65 -11.22 Toång 322.6 -5.3 -6.35 III. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MÓNG BĂNG:  Chiều dài móng: L= Σ L i + 2a Với L i : là khoảng cách giữa 2 cột. a : chiều dài đoạn dầu thừa. a=(1/4 – 1/8)L i nên ta chọn a= 1m thường lấy a=1/4->1/2 nhịp kế cận  L= (5+6+5) + 2x1 = 18m  Chọn chiều sâu chôn móng là D f = 2m  Chọn sơ bộ bề rộng móng B= 2m  Diện tích của móng băng: F ≥ ftb tc tc DR N γ − ∑ Trong đó: - Cường độ tiêu chuẩn của đất nền: R tc = ( m 1 xm 2 / k tc )(Abγ + BD f γ+ Dc) Với m 1 = 1.2 m 2 =1.0 k tc =1.0 ( trang 58 sách HDĐA) Móng đặt tại lớp đất số 2 nên dựa vào bảng thống kê số liệu địa chất ta có: C = 0.32 Kg/cm 2 =3.2 T/m 2 ϕ = 14.5 0 .Tra bảng và nội suy ta được A = 0.29 B = 2.17 D = 4.69 Dung trọng tự nhiên: γ w = 1.95( T/m 3 )  R tc = (1x1.2/ 1 )[0.29x2x1.95+ 2.17x2x1.95 + 4.69x3.2] = 1.2(1.131+8.463+15.008)= 24.6 (T/m 2 ) Diện tích móng băng được xác định từ điều kiện: F ≥ ftb tc tc DR N γ − ∑  F ≥ 322.6/(24.6-1.96x2) m 2 Vậy bề rộng móng băng B = 73.0 18 3.13 == L F =20.68/18=1.15m Chọn B= 1.2 m => R tc = 1.2(0.679+5.078+15.008)=24.92 IV. KIỂM TRA ĐỘ ỔN ĐỊNH VÀ LÚN CỦA NỀN : 1. Kiểm tra độ ổn dịnh của nền: Kiểm tra độ ổn dịnh của nền với 3 điều kiện: P tc tb ≤ R tc (1) P tc max ≤ 1.2 R tc (2) P tc tb ≥ 0 (3) - Ta có Momen tiêu chuẩn tại tâm đáy móng: M tc = ΣM i tc + ΣH tc xh + ΣN i tc x e i Với h là chiều cao móng .Chọn sơ bộ h=0.8m e i là khoảng cách từ lực N i đến tâm đáy móng. ΣM i tc = 5.3Tm ΣH tc xh = 6.35x0.8 = 5.08(Tm ) ΣN i tc x e i =(127x8+94x3-91x3-59x8) / 1.15=480.87 và ngược chiều với hai moment ở trên. Vậy tổng giá trị moment là: 470.5 Tm Từ các số liệu ở trên ta tính được • P tc tb = 9.122972.1 218 6.322 =+=+ ∑ x x D F N ftb tc γ T/m 2 • P tc max = P tc tb + W M tc Với W= 108 6 182 6 22 == xBL =1.2*18*18/6=64.8 m 3 → P tc max = 25.17 108 5.470 9.12 =+ =12.9+470.5/64.8=20.16 T/m 2 • P tc min = P tc tb - W M tc → P tc min = 5.8 108 5.470 9.12 =− =12.9-470.5/64.8=5.64 T/m 2 Ta thấy P tc tb ≤ R tc P tc max ≤ 1.2 R tc P tc min ≥ 0 Như vậy điều kiện 1,2,3 thoả mãn.Hay nền ổn định và làm việc như một vật liệu đàn hồi. 2. Kiểm tra độ lún móng băng : ( Tính theo phương pháp chia lớp phân tố) - Ứng suất tại đáy móng do tải trọng ngoài và đất đắp trên móng gây ra: P = P tc tb = 12.9 (T/m 2 ) - Ứng suất gây lún tại đáy móng: σ gl z=o = P - γ đất D f = 12.9 – 2x1.95 = 9(T/m 2 ) - Chia đất nền trong dưới móng thành các lớp có chiều dày : h i = 0.4B = 0.4x1.2= 0.48 m Chọn h i = 0.5m - Khi đó σ gl zi = k o σ gl z=o phụ thuộc vào tỉ số 2z/B và L/B Ta có bảng tính lún sau: Lôùp Ñieåm Z i (m) Z/B L/B k oi σ gl zi (T/m 2 ) σ bt (T/m 2 ) p tb bt (T/m 2 ) p tb gl (T/m 2 ) p (T/m 2 ) 0 0 0 18/2= 9 1.000 12.9 3.9 4.4 15.95 17.3 1 0.5 0.4 2 0.792 10.2 4.9 5.4 13.85 15.6 2 1.0 0.8 4 0.522 6.7 5.9 6.4 12.10 13.1 3 1.5 1.2 6 0.373 4.8 6.8 7.3 12.10 12.1 4 2.0 1.6 8 0.373 4.8 7.8 8.3 12.5 13.1 5 2.5 2.1 0 0.279 3.6 8.8 9.3 12.6 12.9 6 3.0 2.5 2 0.235 3.0 9.8 10.3 12.95 13.3 7 3.5 2.9 2 0.188 2.4 10.7 11.2 13.35 13.6 8 4.0 3.3 3 0.147 1.9 11.7 Ta tính được độ lún của đất nền dưới móng theo công thức : ∑ = tb ii i h E S σ β S= 6,72 Ta thấy độ lún S = 7.61 cm < S gh = 8 cm. Như vậy độ lún của đất nền dưới móng là đủ nhỏ,đảm bảo điều kiện biến dạng của đất nền. V. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CỘT VÀ CHIỀU CAO MÓNG BĂNG : 1. Chọn kích thước cột : - Chọn Bê tông M#250 có R n = 110 Kg/cm 2 = 1100 T/m 2 - Tại cột A có 52 max = tt N T - Chon cột có kích thước vuông,thoả mãn điều kiện : 2 max 115.0 1100 127 m R N F n tt c ==≥ Vậy ta chọn kích thước cột là : a c x b c = 0.4 x 0.4 = 0.16 m 2 - Kiểm tra lại : 176110016.0 == xxRF nc T > N tt = 127 T Chon bề rộng của dầm móng là b d = 0.4 m Như vậy kích thước móng đảm bão chịu được tải trọng của cột truyền xuống. 2. Xác định chiều cao móng theo điều kiện xuyên thủng : Ta có điều kiện: tt k tt c PR Nb h + +≥ 75.0 5.0 2 max 0 Với b c = 0.4m )/(88 )/(835.149.1215.115.1 127 2 2 mTR mTxPP TN k tb tctt tt = === = => )(826.0 835.148875.0 127 5.0 2 4.0 0 m x h = + +≥ Ta lấy h 0 = 0.75(m ) Do dưới đáy móng có lớp bê tông lót nên ta chon lớp bê tông bảo vệ a= 0.05m Vậy ta được chiều cao của móng băng là : h = h 0 + a = 0.75 + 0.05 = 0.8 m = 80 cm 3. Kiểm tra điều kiện xuyên thủng Ta kiểm tra trên một m dài của móng,với sơ dồ móng như hình vẽ : • Điều kiện xuyên thủng : - Lực xuyên thủng tác dụng lên móng : ĐK:b d ≥b c ,b d =(0.3 ÷ 0.5)h .Suy ra có thể chọn b d =0.5m Từ điều kiện xuyên thủng Ta có h=0.8m(theo giả thiết bang đầu) P xt =N tt max =127T Chọn a b =40mm ⇒ h o =0.76m - Lực chống xuyên của móng : P cx =0.75xR k (b c +h c +2xh o )x 2 xh o =0.75x88(0.4+0.5+2x0.76)x 2 x0.76 =171T Ta thấy P xt =127T<P cx =171T ⇒ thoả điều kiện xuyên thủng Vậy chiều cao móng chọn ở trên là hợp lý và thoả mãn với chiều cao chọn ban đầu. • Điều kiện chịu lực cắt trong móng : Q ≤ k 1 b d h 01 R k Với k 1 = 0.8 b d là bề rộng của dầm móng băng. Chọn b d = 0.4m R k = 88 T/m 2 944.2591) 2 4.0.2 (15.12.281) 2 (1 maxmax = − = − == xxx bB RxCxRQ d tttt m xxRbk Q h kd 92.0 884.08.0 944.25 1 01 ==≥⇒  Chiều cao h 1 = h 01 + a = 0.92 + 0.04 = 0.96 m Ta lấy dầm móng cao hơn đài móng nột đoạn là 0.2m. VI. TÍNH NỘI LỰC TRONG DẦM MÓNG BĂNG : - Tính dầm trên nền đàn hồi,xem nền làm việc theo mô hình Winkler. - Dùng chương trình tính móng để giải.Ta tính được một số giá trị cần thiết cho việc tính toán : • Hệ số nền : S K gl σ = Với gl σ : ứng suất gây lún tại tâm đáy móng S : Tổng độ lún của móng băng. 9.127 0672.0 596.8 ==⇒ K T/m 3 Vậy móng có hệ số nền : K=127.9T/m 3 • Modun đàn hồi của bê tông : Bê tông #250 có E b = 2.65x10 6 T/m 2 VII. TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO MÓNG BĂNG : 1. Tính toán và bố trí thép cho phương dọc móng : - Ta áp dụng các công thức tính thép cho móng: ( ) 0 2 0 2115.05.01 211 hR M F A A bhR M A a a n γ αγ α =⇒ −+=−= −−= = Bê tông M#250 có R n = 110 Kg/cm 2 = 1100 T/m 2 Thép có R a = 2100 Kg/cm 2 = 21000 T/m 2 a. Các mặt cắt tại gối : Momen căng phía dưới,phía dưới bị kéo nên tính toán theo tiết diên hình chữ nhật lớn Bxh:  Mặt cắt 1 – 1 : ( ) 22 2 max 11 1100103.0 95.0210009948.0 4.20 9948.00103.02115.0 0103.0 )95.0(21100 4.20 )(4.20 cmm xx F x xx A TmM a === =−+= == = − γ  Mặt cắt 3 – 3 : ( ) 22 2 max 33 6.2400246.0 75.021000985.0 2.38 985.003.02115.0 03.0 )75.0(21100 9.38 )(9.38 cmm xx F x x A TmM a === =−+= = × = = − γ  Mặt cắt 5 – 5 : ( ) 22 2 max 55 5.2000205.0 95.021000989.0 4.40 989.00203.02115.0 0203.0 )95.0(21100 4.40 4.40 cmm xx F x xx A TmM a === =−+= == = − γ  Mặt cắt 7 – 7 : ( ) 22 2 max 11 5.1600165.0 75.02100099.0 5.32 99.00164.02115.0 0164.0 )95.0(21100 5.32 5.32 cmm xx F x xx A TmM a === =−+= == = − γ b. Các mặt cắt tại nhịp : Momen căng phía trên , phía trên bị kéo. Ta có         −= 2 ' 0 '' c ccnc h hhbRM ( ) TmxxM mh mh mBb mTR c c c n 29745.075.045.021100 75.0 45.0 2 3.0 3.0 2 /1100 0 ' ' 2 =−=⇒          = =       += == = [...]... γ = 0.5 1 + 1 − 2 x0.0172 = 0.991 22.9 Fa = = 0.00136m 2 = 13.6cm 2 0.991x 21000 x0.95 Bảng kết quả tính tốn thép dọc : Mặt cắt Gối Nhòp Momen (Tm) Fa tính toán 1–1 3–3 5–5 7–7 2–2 4–4 6–6 17.2 38.2 51.7 39.4 12.3 15.6 21.3 11 24.6 20.5 16.5 6.23 6.16 13.6 Bố trí cốt thép dọc như bản vẽ Chọn thép Tại dầm Hai cánh 4φ18 + 1φ16 4φ18 + 4φ22 4φ18 + 3φ22 4φ18 + 2φ20 4φ16 4φ16 4φ16+1φ22 10φ10 10φ10 10φ10 10φ10... 4φ16+1φ22 10φ10 10φ10 10φ10 10φ10 Fa chọn 12.191 25.36 21.58 16.46 8.04 8.04 11.841 1 Tính tốn và bố trí cốt thép theo phương ngang móng : Ta tính theo phương ngang móng với 1m chiều dài tt yc 2 - Phản lực nền : Pmax = nPmax = 1.15 x17.25 = 19.84T / m - Momen theo phương ngang móng :  B − bd   B − bd  tt M = Pmax x  x  x1  2   4   2 − 0 4   2 − 0 4  ⇒ M = 19.84 x  x  x1 = 6.35Tm  2... Số thép đặt trên 1m dài là : n = f 0.785 1xf 1x 0.785 = = 0.245m = 245mm Khoảng cách giữa 2 thanh thép : a = Fa 3 2 chọn a=200 mm Vậy ta bố trí thép φ10 a200 suốt chiều dài móng 3 Tính tốn và bố trí thép cốt đai : Chọn φ8,số nhánh n = 4 ,fđ = 0.503 cm2  Kiểm tra điều kiện khống chế : K1Rkbh0 ≤ Qmax ≤ K0Rnbh0 Với : K1Rkbh0 = 0.6x88x0.4x0.95 = 20.064 T K0Rnbh0 = 0.35x1100x0.4x0.95 = 146.3 T Qmax = 65.2...Mc = 297 Tm > M = 51.442 Tm Vậy trục trung hồ đi qua cánh tiết diện nên ta tính như tiết diện chử nhật bc’x h = Bxh  Mặt cắt 2 – 2 max M 2− 2 = 12.4Tm A=  12.4 = 0.006 1100 x 2 x(0.95) 2 ( ) γ = 0.5 1 + 1 − 2 x0.060 = 0.997 12.4 Fa = = 0.000623m 2 = 6.23cm... 50.94cm Qmax 58.3 x10 3 u = min (utt , uct , umax ) =16cm Vậy ta có thể chọn cốt đai φ8 , n = 4 , u = 20 cm cho đoạn 1/4 nhịp (dầu nhịp) φ8 , n = 4 , u = 30 cm cho đoạn 1/2 nhịp (giữa nhịp) II PHƯƠNG ÁN MĨNG CỌC: . A. THIẾT KẾ MÓNG BĂNG I. ĐỘ SÂU ĐẶT MÓNG: Móng đặt tại lớp đất số 5 II. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MÓNG BĂNG: Với N tt = 127(T) M tt = 11.1(T.m) H tt = 12.9T Ta có tải trọng tính toán và. trị cần thiết cho việc tính toán : • Hệ số nền : S K gl σ = Với gl σ : ứng suất gây lún tại tâm đáy móng S : Tổng độ lún của móng băng. 9.127 0672.0 596.8 ==⇒ K T/m 3 Vậy móng có. E b = 2.65x10 6 T/m 2 VII. TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO MÓNG BĂNG : 1. Tính toán và bố trí thép cho phương dọc móng : - Ta áp dụng các công thức tính thép cho móng: ( ) 0 2 0 2115.05.01 211 hR M F A A bhR M A a a n γ αγ α =⇒ −+=−= −−= =