Thuyết minh đồ án nền móng ĐHBK HCM

Kiểm tra chuyển vị và góc xoay dưới tác dụng của lực ngang...50 9.. Biển đồ Lực cắt- Giá trị Momen và lực cắt tại các tiết diện Độ lún tại vị trí nhịp chính giữa là 1.6 cm Độ lún đàn hồi

MỤC LỤC

A THIẾT KẾ MÓNG BĂNG

I THỐNG KÊ ĐỊA CHÁT

1 Độ ẩm

2 Trọng lượng riêng ẩm

3 Hệ số rỗng e 6

4 Bảng tổng hợp số liệu thống kê

II TÍNH TOÁN MÓNG BĂNG 1 Sơ đồ tính móng băng 16

2 Chọn vật liệu 16

3 Xác định tiết diện cột 16

4 Xác định kích thước móng 17

5 Kiểm tra ổn định 19

6 Kiểm tra xuyên thủng 19

7 Kiểm tra điều kiện về cường độ 19

8 Kiểm tra biến dạng lún 20

9 Giải nội lực bằng SAP 22

10 Kiểm tra độ lún tương đối 29

11 Tính cốt thép 32

B THIẾT KẾ MÓNG CỌC 1 Chọn thông số cho đài và cọc 35

2 Tính sức chịu tải của cọc 36

2.1 Sức chịu tải vật liệu của cọc 37

2.2 Sức chịu tải theo chỉ tiêu đất nền 38

2.3 Bảng tổng hợp kết quả tính toán sức chịu tải 38

3 Chọn và bố trí đài cọc 42

4 Sức chịu tải của cọc đơn và của nhóm cọc 43

5 Tính lún móng cọc 44

6 Tính toán và bố trí cốt thép 48

7 Kiểm tra xuyên thủng 49

8 Kiểm tra chuyển vị và góc xoay dưới tác dụng của lực ngang 50

9 Kiểm tra ổn định quanh cọc 57

10 Kiểm tra khả năng chịu lực cắt 57

11 Kiểm tra khả năng chịu mômen 58

12 Kiểm tra cọc khi vận chuyển và thi công 58

A THIÊT KẾ MÓNG BĂNG

Lớp 5: Sét lẫn bột và ít cát, màu nâu đỏ nhạt vân xám trắng, độ dẻo cao – Trạng thái cứng

tb

v W

t v n

α

Giá trị tính toán của chỉ tiêu

t v n

∑

Hệ số biến động v

0.038

0.061 [ ] 0.050.618

Dùng hàm LINEST ta có

tan tan

" 12 52' 2 11

( )

tan

2

1 2 23' 14" 12 45' 18") 0.1

0.101 61

Tính theo trạng thái giới hạn 1

Giá trị tính toán của chỉ tiêu

2

t 0

an 1

0 3

.2 4

40

I I

ϕ =

=

Tính theo trạng thái giới hạn 2

Giá trị tính toán của chỉ tiêu

Tính theo trạng thái giới hạn 1

Giá trị tính toán của chỉ tiêu

Số hiệu σ

(kG/cm 2 )

τ (kG/cm2)

2 - 5

t 0

an 4

0 8

.3 5

35

I I

ϕ =

=

Tính theo trạng thái giới hạn 2

Giá trị tính toán của chỉ tiêu

Dùng hàm LINEST ta có

tan tan

2a 26.47 5 0.889 1.79 1 1.791 1.791 0.10 7 0.097 - 0.118 0.101 - 0.114 12° 34' 17" 12° 16' 6"-12° 52' 24" 12° 23' 14"-12° 45' 18" 2b 25.10 0 0.842 1.81 8 1.818 1.818 0.12 7 0.12 - 0.135 0.123 - 0.131 13° 7' 46" 12° 56' 21"-13° 19' 10" 13° 1' 41"-13° 13' 51" 3a 24.30 0 0.756 1.89 7 1.897 1.897 0.13 4 0.134 - 0.134 0.134 - 0.134 13° 29' 45" 13° 29' 45"-13° 29' 45" 13° 29' 45"-13° 29' 45" 3b 18.20 0 0.573 2.02 9 2.029 2.029 0.48 5 0.485 - 0.486 0.485 - 0.486 18° 29' 42" 18° 28' 40"-18° 30' 44" 18° 28' 40"-18° 30' 44" 4a 25.80 0 0.797 1.86 8 1.868 1.868 0.02 5 0.007 - 0.042 0.015 - 0.035 27° 7' 26" 26° 45' 2"-27° 29' 40" 26° 54' 51"-27° 19' 58" 4b 21.95 0 0.684 1.92 9 1.929 1.929 0.02 8 0 - 0.064 0.007 - 0.048 29° 44' 53" 29° 0' 7 -30° 28' 59" 29° 19' 36"-30° 9' 57"

5 21.40 9 0.618 2.02 8 2.009 - 2.047 2.017 - 2.039 0.55 3 0.478 - 0.628 0.5 - 0.606 16° 35' 30" 14° 45' 22"-18° 23' 34" 15° 18' 48"-17° 51' 11"

H tt D

M tt

N tt

H tt C

Eb = 3010 3 MPa

- Thép CI ( ϕ 10 ) và CII ( ϕ > 10 )

RsI = 225 MPa ; RsII = 280 MPa RswI = 175 MPa ; RswII = 225 MPa Es= 2110 4 MPa

- Trọng lượng trung bình giữa bê tông và đất

0.224

tt c b c

4 Xác định kích thước móng

a Chiều dài móng

- Chiều dài mút thừa c = 2 m

- Tổng chiều dài móng băng

1)1.1

533.816 628.019 565.217 502.415

29.09 120.571 22 2

1.53

tc tc

N N

m F

1.15 2563.889( )1.15 22.857 ( )1.15 342.214 ( )

Q

- Chiều cao bản móng dựa vào khả năng chịu lực cắt của bê tông (Không có cốt đai)

2

2 0.4

1

16

12563.9 6 342.214

II

N N

238.648

2

tt ult

Bảng tính lún

a u

khi phân chia đến lớp đất thứ 7 , ta có

7 7

23.086

0.145 0.2 158.901

gl bt

: Độ lún đàn hồi lấy bằng 0.3 lần độ lún của móng

- Chia móng băng thành các đoạn nhỏ với độ dài 0.1m, móng có L = 19m vậy bài toán được

mô phỏng trên nền đàn hồi Winker với 190 đoạn và ứng với 191 lò xo Độ cứng các lò xo được tính như sau:

TABLE: Element Forces - Frames

Biển đồ Lực cắt

- Giá trị Momen và lực cắt tại các tiết diện

Độ lún tại vị trí nhịp chính giữa là 1.6 cm (Độ lún đàn hồi)

10 Kiếm tra độ lún tương đối

29

X Z

SAP2000 3D

Tạo lưới và mô phỏng dầm

Chia lưới phần tử và khóa liên kết biên

Biểu đồ Momen và Lực cắt

tt s

2 W

H tt (kN)

N tc (kN)

M tc (kNm)

H tc (kN)

 Chọn chiều sâu chôn đài

- Chọn sơ bộ chiều sâu đặt móng Df

Df = 2.5 m Vậy đáy đài đặt trong lớp đất 2a

A A

 Chọn cọc dài 24 m gồm 3 đoạn cọc, mỗi đoạn dài 8 m

 Chiều dài làm việc thực sự của cọc

24 – 0.1 – 0.7 23.2

lv

2 TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

2.1 Sức chịu tải theo vật liệu

b s s

 Trường hợp 1: khi thi công ép (đóng) cọc, trong trường hợp này l0 = ν1.l1 (thiên về an toàn, xem tại

vị trí nối cọc là liên kết khớp, tại vị trí lực tác dụng xem như tựa đơn).Trong đó v1 = 1 và l1 là

chiều dài đoạn cọc lớn nhất khi chưa ép vào đất

 Trường hợp 2: khi cọc chịu tải trọng công trình, tức là khi đang thi công, trong trường hợp này l0

= ν2.l2 Trong đóv v2 = 0.5 (thanh 2 đầun ngàm) và le là chiều dài tính đổi

Bảng tính hệ tỉ lệ K:

Lớp

Bề dày lớp đất quanh cọc, li (m)

Hệ số nền K (kN/m 4 )

K×li

IL = 0.2 2b Sét pha cát dẻo cứng và nửa cứng

Vậy, chiều dài tính toán của cọc là

l d

2.2 Sức chịu tải theo chỉ tiêu đất nền

2.2.1 Sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm trong phòng

tc a tc

Q Q k

=

Trong đó:

+ Qa – sức chịu tải cho phép tính toán (kN)

+ Qtc – sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc đơn (kN)

+ ktc – hệ số an toàn phụ thuộc vào số lượng cọc Lấy bằng 1.65 tương ứng với móng có từ 6 tới

z (m)

Q Q Q

p p p

Q =q A

+ FSs – hệ số an toàn do thành phần ma sát bên, lấy bằng 1.5 – 2 + FSp – hệ số an toàn do sức kháng mũi, lấy bằng 2 – 3

 Đối với đất dính cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc trong lớp thứ i có thể xác định

theo phương pháp anpha, theo đó fi được xác định theo công thức:

,

f =αc

Trong đó + cu,i – là cường độ sức kháng không thoát nước của lớp đất dính thứ i + α

– là hệ số phụ thuộc vào đặc điểm lớp đất nằm trên lớp dính, loại cọc và phương pháp hạ cọc, cố kết của đất trong quá trình thi công và phương pháp xác định cu (Phụ lục G)

Đối với đất rời, cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc trong lớp đất thứ “i”

' , tan

v z

f = k σ δ

Trong đó + ki – là hệ số áp lực ngang của đất lên cọc, phụ thuộc vào loại cọc +

' ,

Q Q

FS FS

s i i

kPa FS

∑

2.3 Kết quả tính sức chịu tải của cọc

Sức chịu tải của cọc, Qa, kN

Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 1808.75

aTK

N

n k Q

aTK

N

n k Q

- Chọn kích thước cột phía trên đài

Chuyển ngoại lực tác dụng về đáy đài tại trọng tâm nhóm cọc:

Trọng lượng riêng trung bình của bê tông đài và đất phía trên đài: γtb = 22 kN/m³

i

i

M x N

562.857 303.81 0

P (kPa)

Trong đó:

n1 - số hàng cọc trong nhóm cọc n1 = 2 n2 – số cọc trong một hàng n2 = 3

s – khoảng cách 2 cọc tính từ tâm, thiên về an toàn lấy s = 3d

118.43

o

d arctg arctg s

Vậy thỏa điều kiện sức chịu tải của nhóm cọc.

5 KIỂM TRA LÚN CỦA MÓNG CỌC

5.1 Xác định móng khổi quy ước

- Góc ma sát trong trung bình

195.59

22 8.9

i i

i

l l

i i

i

l l

5.2 Kiểm tra điều kiện ổn định của nền đất dưới móng khối quy ước

- Sức chịu tải tiêu chuẩn của đất dưới đáy mũi

Trọng lượng của khối móng quy ước

Wqu = Wphía trên đài + Wđất đưới đáy đài +Wcọc bê tông

2600 13155 15755( )

15415.9( )1.15

6928.7 ( )1.15

cocduoiday dai tc

qu

q tc

5.3 Tính lún cho móng khối quy ước

Áp lực gây lún tại đáy khối móng quy ước

 Bài toán thỏa mãn điều kiện về độ lún

6 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP TRONG ĐÀI

đy đx

i net

M M

0

844.3 10

3941.58 0.9 0.9 280000 0.85

5844.

10.36 380.13

2

s s

A n a

 Khoảng cách giữa các thanh thép

1

2100 2 100

173 11

4

5

6

2600260

544

0 1.05 303.81

433.33 6

0

650 10

3034.55 0.9 0.9 280000 0.85

3034.

7.98 380.13

55

s s

A n a

- Vậy thanh thép số 1 chọn ϕ22 a200

7 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN XUYÊN THỦNG

Đài cọc phải thỏa mãn điều kiện:

P ≤ P

Chiều cao đài là 0.7m Chọn a = 15cm Chiều cao làm việc của tiết diện đài: ho = hđ – a = 0.7 – 0.15 = 0.55 m

8 KIỂM TRA CỌC KHI CHỊU TẢI TRỌNG NGANG

1

HH bd

A

E J

δ α

=

0 2

1

tt x

5 0

- Chuyển vị và góc xoay của cọc tại vị trí đặt lực

Vì đây là cọc đài thấp nên lo = 0

2 3

0 0

y x

10 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CẮT

Khả năng chịu lực cắt của bêtông cọc:

bt b

 Cốt thép tối thiểu trong cọc

Chọn bề dày lớp bê tông bảo vệ a = 4 cm h0 = 35 – 4 = 31 cm

0

6.3

0.0144 0.9 14500 0.350 0.31

73.33 280

- Vậy thép đã chọn thỏa mãn điều kiện chịu lực khi vận chuyển

12.1.2 Khi thi công cọc

- Khi dựng cọc thẳng đứng, ta buột dây vào một đầu cọc rồi kéo, do trọng lượng bản thân cọc, tiết diện cọc sẽ hình thành thớ chịu nén và kéo Tương tự như khi vận chuyển cọc, để an toàn, ta chọn vị trí đặt neo sao cho mômen kéo và nén bằng nhau Vị trí đặt neo được thể hiện trong sơ đồ dưới đây

- Sơ đồ tính

0.207L

0.0214qL2

L = 112500.0683qL2

 Cốt thép tối thiểu trong cọc

Chọn bề dày lớp bê tông bảo vệ a = 4 cm h0 = 35 – 4 = 31 cm

0

20.11

0.04580.9 14500 0.350 0.31

 Thép đã chọn là 8ϕ16, phần thép chịu mômen kéo là 3ϕ16 có

A = mm >A = mm

- Vậy thép đã chọn thỏa mãn điều kiện chịu lực khi thi công cọc

12.1.3 Tính toán móc cẩu để vận chuyển và lắp dựng cọc

coc moc