Kiểm tra độ lún móng băng : Tính theo phương pháp chia lớp phân tố... Như vậy độ lún của đất nền dưới móng là đủ nhỏ,đảm bảo điều kiện biến dạng của đất nền.. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CỘT VÀ
Trang 1A THIẾT KẾ MĨNG BĂNG
I ĐỘ SÂU ĐẶT MĨNG:
Mĩng đặt tại lớp đất số 5
II TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MĨNG BĂNG:
Với Ntt = 127(T)
Mtt = 11.1(T.m)
Htt = 12.9T
Ta cĩ tải trọng tính tốn và tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên các cột và tổng tải trọng tác dụng lên mĩng băng là:
1 Tải trọng tính tốn:
STT CỘT Ntt (T) Mtt (Tm) Htt(T)
Trang 24 D 127 -11.1 -12.9
2 Tải trọng tiêu chuẩn:
Hệ số hoạt tải n = 1.15
STT CỘT Ntc (T) Mtc (Tm) Htc(T)
III XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MĨNG BĂNG:
Chiều dài mĩng:
L= Σ Li + 2a
Với Li : là khoảng cách giữa 2 cột
a : chiều dài đoạn dầu thừa
a=(1/4 – 1/8)Li nên ta chọn a= 1m thường lấy a=1/4->1/2 nhịp kế cận
L= (5+6+5) + 2x1 = 18m
Chọn chiều sâu chơn mĩng là Df = 2m
Chọn sơ bộ bề rộng mĩng B= 2m
Diện tích của mĩng băng: F ≥
f tb tc
tc
D R
N
γ
−
∑
Trong đĩ:
- Cường độ tiêu chuẩn của đất nền:
Rtc= ( m1xm2 / ktc )(Abγ + BDf γ+ Dc)
Với m1 = 1.2
m2 =1.0
ktc =1.0 ( trang 58 sách HDĐA)
Mĩng đặt tại lớp đất số 2 nên dựa vào bảng thống kê số liệu địa chất ta cĩ:
C = 0.32 Kg/cm2 =3.2 T/m2
ϕ = 14.50 .Tra bảng và nội suy ta được A = 0.29
B = 2.17
D = 4.69
Dung trọng tự nhiên: γw = 1.95( T/m3)
Trang 3= 1.2(1.131+8.463+15.008)= 24.6 (T/m2)
Diện tích móng băng được xác định từ điều kiện: F ≥
f tb tc
tc
D R
N
γ
−
∑
F ≥ 322.6/(24.6-1.96x2) m2
Vậy bề rộng móng băng B = 0.73
18
3
13 =
=
L
F
=20.68/18=1.15m Chọn B= 1.2 m
=> Rtc = 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:
Ptctb≤ Rtc (1)
Ptcmax≤ 1.2 Rtc (2)
Ptctb≥ 0 (3)
- Ta có Momen tiêu chuẩn tại tâm đáy móng:
Mtc = ΣMi tc + ΣHtcxh + ΣNi tc
x ei
Với h là chiều cao móng Chọn sơ bộ h=0.8m
ei là khoảng cách từ lực Ni đến tâm đáy móng
ΣMi tc= 5.3Tm
ΣHtcxh = 6.35x0.8 = 5.08(Tm )
ΣNi tc
x ei =(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
• Ptctb = 1.972 2 12.9
2 18
6 322
= +
= +
x
D F
N
f tb
tc
• Ptcmax= Ptctb +
W
M tc
6
18 2 6
2 2
=
= x
BL
=1.2*18*18/6=64.8 m3
→ Ptcmax = 17.25
108
5 470 9
12 + = =12.9+470.5/64.8=20.16 T/m2
• Ptcmin= Ptctb -
W
M tc
→ Ptcmin = 8.5
108
5 470 9
12 − = =12.9-470.5/64.8=5.64 T/m2
Ta thấy Ptctb≤ Rtc
Ptcmax≤ 1.2 Rtc
Ptcmin≥ 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)
Trang 4- Ứng suất tại đáy mĩng do tải trọng ngồi và đất đắp trên mĩng gây ra:
P = Ptctb = 12.9 (T/m2)
- Ứng suất gây lún tại đáy mĩng:
σgl
z=o = P - γđất Df = 12.9 – 2x1.95 = 9(T/m2)
- Chia đất nền trong dưới mĩng thành các lớp cĩ chiều dày : hi = 0.4B = 0.4x1.2= 0.48 m
Chọn hi = 0.5m
- Khi đĩ σgl
zi = koσgl
z=o phụ thuộc vào tỉ số 2z/B và L/B
Ta cĩ bảng tính lún sau:
Lớp Điểm Zi
(m)
Z/B L/B koi σgl
zi (T/m2) σbt
(T/m2)
ptb bt (T/m2)
ptb gl (T/m2)
p
(T/m2)
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
3 1.5 1.2
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
Trang 5Ta tính được độ lún của đất nền dưới móng theo công thức :
=∑ tb
i i i
h
E
S= 6,72
Ta thấy độ lún S = 7.61 cm < Sgh = 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 :
Trang 61 Chọn kích thước cột :
- Chọn Bê tông M#250 có Rn = 110 Kg/cm2 = 1100 T/m2
- Tại cột A có N ttmax =52 T
- Chon cột có kích thước vuông,thoả mãn điều kiện :
max 0.115 2
1100
127
m R
N
F
n
tt
Vậy ta chọn kích thước cột là : ac x bc= 0.4 x 0.4 = 0.16 m2
- Kiểm tra lại : F c xR n =0.16x1100=176 T > Ntt
= 127 T Chon bề rộng của dầm móng là bd = 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:
k
tt c
P R
N b
h
+ +
≥
75 0 5 0 2
max 0
Với bc = 0.4m
) / ( 88
) / ( 835 14 9 12 15 1 15
1 127
2
2
m T R
m T x
P P
T N
k
tb tc tt
tt
=
=
=
=
=
=> 0.826( )
835 14 88 75 0
127 5
0 2
4 0
x
+ +
≥
Ta lấy h0 = 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 = h0 + 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 :
Trang 7• Điều kiện xuyên thủng :
- Lực xuyên thủng tác dụng lên móng :
ĐK:bd≥bc,bd=(0.3÷0.5)h Suy ra có thể chọn bd=0.5m
Từ điều kiện xuyên thủng
Ta có h=0.8m(theo giả thiết bang đầu)
Pxt=Ntt max=127T Chọn ab=40mm⇒ho=0.76m
- Lực chống xuyên của móng :
Pcx=0.75xRk(bc+hc+2xho)x 2 xho=0.75x88(0.4+0.5+2x0.76)x 2 x0.76 =171T
Ta thấy Pxt=127T<Pcx=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 ≤ k1bd h01Rk Với k1 = 0.8
bd là bề rộng của dầm móng băng Chọn bd = 0.4m
Rk = 88 T/m2
Trang 8) 1 259.944
2
4 0 2 ( 15 1 2 28 1 ) 2 (
1 max
Q tt tt d
x x R
b
k
Q h
k d
92 0 88 4 0 8 0
944 25
1
Chiều cao h1 = h01 + 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 σgl
= Với σgl: ứng suất gây lún tại tâm đáy móng
S : Tổng độ lún của móng băng
127.9
0672 0
596
=
⇒K T/m3
Vậy móng có hệ số nền : K=127.9T/m3
• Modun đàn hồi của bê tông :
Bê tông #250 có Eb = 2.65x106 T/m2
Trang 9
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
2 1 1 5 0 5 0 1
2 1 1
h R
M F
A A
bh R
M A
a a
n
γ
α γ
α
=
⇒
− +
=
−
=
−
−
=
=
Bê tông M#250 có Rn = 110 Kg/cm2 = 1100 T/m2
Thép có Ra = 2100 Kg/cm2 = 21000 T/m2
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 :
Trang 10
2 2
2
max 1 1
11 00103
0 95 0 21000 9948
0
4 20
9948 0 0103 0 2 1 1 5 0
0103 0 ) 95 0 ( 2 1100
4 20
) ( 4 20
cm m
x x
F
x
x x A
Tm M
=
− +
=
=
=
=
−
γ
Mặt cắt 3 – 3 :
2 2
2
max
3
3
6 24 00246
0 75 0 21000 985
0
2 38
985 0 03 0 2 1 1 5
0
03 0 ) 75 0 ( 2 1100
9 38
) ( 9 38
cm m
x x
F
x x A
Tm M
=
− +
=
=
×
=
=
−
γ
Mặt cắt 5 – 5 :
2 2
2
max 5
5
5 20 00205
0 95 0 21000 989
0
4 40
989 0 0203 0 2 1 1 5 0
0203 0 ) 95 0 ( 2 1100
4 40
4 40
cm m
x x
F
x
x x A
Tm M
=
− +
=
=
=
=
−
γ
Mặt cắt 7 – 7 :
2 2
2
max
1
1
5 16 00165
0 75 0 21000 99
0
5 32
99 0 0164 0 2 1 1 5 0
0164 0 ) 95 0 ( 2 1100
5 32
5 32
cm m
x x
F
x
x x A
Tm M
=
− +
=
=
=
=
−
γ
b Các mặt cắt tại nhịp : Momen căng phía trên , phía trên bị kéo.
Ta có = − 2
' 0 '
c c n c
h h h b R M
m h
m h
m B b
m T R
c c
c
n
297 45
0 75 0 45 0 2 1100
75 0
45 0 2 3 0 3 0 2
/ 1100
0
'
'
2
=
−
=
⇒
=
=
=
=
=
=
Trang 11Mc = 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
2 2
2
max 2
2
23 6 000623
0 95 0 21000 997
0
4 12
997 0 060 0 2 1 1 5 0
006 0 ) 95 0 ( 2 1100
4 12
4 12
cm m
x x
F
x
x x A
Tm M
=
− +
=
=
=
=
−
γ
Mặt cắt 4 – 4 :
2 2
2
max
4
4
1 6 00061 0 95 0 21000 997
0
1 12
997 0 0061 0 2 1 1
5
0
0061 0 ) 95 0 ( 2 1100
1 12
1 12
cm m
x x
F
x
x x
A
Tm M
=
− +
=
=
=
=
−
γ
Mặt cắt 6 – 6 :
2 2
2
max
6
6
6 13 00136
0 95 0 21000 991
0
9 22
991 0 0172 0 2 1 1
5
0
0172 0 ) 95 0 ( 2 1100
9 22
9 22
cm m
x x
F
x
x x
A
Tm M
=
− +
=
=
=
=
−
γ
Bảng kết quả tính tốn thép dọc :
Mặt
cắt
Momen (Tm) Fa tính toán
Chọn thép Fa chọn Tại dầm Hai cánh
Gối 1–1 17.2 11 4φ18 + 1φ16 10φ10 12.191
3–3 38.2 24.6 4φ18 + 4φ22 10φ10 25.36 5–5 51.7 20.5 4φ18 + 3φ22 10φ10 21.58 7–7 39.4 16.5 4φ18 + 2φ20 10φ10 16.46
Bố trí cốt thép dọc như bản vẽ
Trang 121 Tính toán và bố trí cốt thép theo phương ngang móng :
Ta tính theo phương ngang móng với 1m chiều dài
- Phản lực nền : Pmaxtt =nPmaxyc =1.15x17.25=19.84T/m2
- Momen theo phương ngang móng :
Tm x
x x
M
x b B x b B x P
35 6 1 4
4 0 2 2
4 0 2 84 19
1 4 2
max
=
−
−
=
⇒
−
−
=
- Diện tích thép trên 1m dài :
2 2
0
2 2
0
2 3 00032 0 95 0 21000 997
0
35 6
997 0 0064 0 2 1 1 5 0 2 1 1 5
0
0064 0 ) 95 0 ( 1 1100
35 6 1
m m
x x
h R
M F
x A
x x xh
x R
M A
a a
n
=
=
=
=
=
− +
=
− +
=
=
=
=
γ
Chọn thép φ10
Số thép đặt trên 1m dài là : 4.076
785 0
2
=
=
f
F
Ta chọn n = 5 (thanh)
Khoảng cách giữa 2 thanh thép : x m mm
F
xf a
a
245 245
0 2 3
785 0 1 1
=
=
=
=
chọn a=200 mm
Vậy ta bố trí thép φ10 a200 suốt chiều dài móng
3 Tính toán 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 T (Tại mặt cắt 7 –7 )
Ta thấy 15.84 T < 65.2 T < 115.5 T
Như vậy hai điều kiện khống chế được thoả mãn.Tiết diện dầm là hợp lý và ta cần bố trí cốt đai
- Tính bước cốt đai :
Bước cốt đai theo tính toán :
x
x x x x x
x x Q
nf R bh
R
u k ad d
) 10 3 65 (
503 0 4 2100 8 0 ) 5 9 ( 40 8 8 8 8
2 3
2 2
max
2
=
Chọn utt =16 cm
Bước cốt đai theo cấu tạo :
+ Trong đoạn gần gối dầm (L/4) :
≤
⇒
>
=
cm
cm
h u
30
67 26 3
80 3 45
80 Chọn u ct = 26 cm
Trang 13+ Trong đoạn giữa dầm (L/2) :
≤
⇒
>
=
cm
cm x
h u
50
60 4
80 3 4
3 30
80
Chọn uct = 50 cm
Bước cốt đai lớn nhất :
x
x x x Q
bh R
u k 50.94
10 3 58
) 75 ( 40 8 8 5 1 5
1
3 2 max
2 0
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 MÓNG CỌC: