ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

Mở đầu Đề bài: Cho cột nhà công nghiệp có kích thước 60x60cm, đặt đất gồm lớp : lớp lớp sét dày 4m, lớp lớp cát pha dày vô tận (hình 1) P1tc P2tc 0.5m 0.6x0.6m 4m SÐt pha C¸t pha (Hình 1) Các tiêu lý lớp đất cho bảng sau: γ(T/m3) ∆(T/m3) W(%) φ(độ) C(T/m2) Lớp Sét Pha Lớp Cát Pha 1,78 2,68 25 1.86 2.67 18 20 2,3 e1 e2 e3 e4 K(m/năm) 0,8 0.6 0.6 0.6 0.0054 0.5 0.5 0.5 0.5 21 (Bảng 1) e1 , e2 , e3 , e4 giá trị hệ số rỗng tương ứng với cấp áp lực 1; 2; 3; (kG/cm2) Tải trọng tác dụng lên móng gồm: Trọng lượng cột Ptc1 (T) tác dụng tâm trọng lượng xà ngang Ptc2(T) tác dụng lệch tâm khoảng e = 0.5m so với trọng tâm cột Giả thiết: Ptc1 = 44T; Ptc2 = 6T Nhiệm vụ thiết kế: 1.Thiết kế móng cột nhà công nghiệp Vẽ biểu đồ ứng suất σz theo phương thẳng đứng trục thẳng đứng qua tâm móng điểm M(x=0,y=b/4); N(x=0, y= b/2); K(x=0, y=-b/2) -1- Xác định tải trọng giới hạn đất tâm móng mép móng theo lý thuyết cân giới hạn Tính độ lún cuối lớn móng theo thời gian 2.Lời Giải 1.Thiết kế móng *) Xác định kích thước móng: Gọi h chiều sâu đặt móng, b chiều rộng móng cần thiết kế Trước hết ta lựa chọn sơ kích thước móng Chiều sâu móng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: ảnh hưởng tải trọng kiến trúc công trình; ảnh hưởng cấu trúc địa chất địa chất thuỷ văn; ảnh hưởng điều kiện phương pháp thi công móng; ảnh hưởng khí hậu địa lý tự nhiên … Sau xem xét điều kiện giả thiết với yêu cầu thiết kế, chọn h=1.5m Để phù hợp với điều kiện truyền tải trọng, ta thiết kế móng theo tỷ lệ: a ac = =1 b bc Vì a = b = F Khi b tính theo ta giải phương trình bậc 3: b3 + K1b2 – K2 = (1) M2.c β.γm.h P4 Trong đ ó: K1 = M1.h + γw - M3 γw (a); K2 = M3 (b) m.γw Các giá trị M1, M2, M3 đ ược xác định theo bảng 2.3 theo góc nội ma sát ϕ (trang 25, giáo trình Nền Và Móng-trường ĐH Mỏ Địa Chất) Với ϕ =200 tra giá trị: M1 = 5,94; M2 = 10,99; M3 = 1,94.Thay giá trị vào công thức (a), (b) đ ược K1 = Thay có phương trình b3 + 16.846.b2 – 46.234=0 Giải phương trình kết hợp với điều kiện móng chịu lực lệch tâm ta tìm giá trị thoả mãn b = 1.8m Vậy kích thước móng chọn a = b = 1.8m 2.1.2.Kiểm tra móng Xác định sức chịu tải đất : Rtc = m(A.b + B.h )γ + D.c φ(độ) 22 B D Rtc(T/m2) 3.44 6.04 24.45 (Bảng 3) A 0.61 Kiểm tra kích thước móng Diện tích móng : ΣPtc Fchọn= a.b >F= ─────── (m2) Chọn βγm=2.0(T/m3) Rtc – βγmh -2- F(m2) 2.72 Fchọn (m2) b=a(m) hm(m) tgα agh=bgh G(T) βγm(T/m3) 3.24 1.80 0.50 1.20 1.80 9.72 (Bảng 4) Kiểm tra điều kiện chịu lực đất móng ΣPtc + G M tc σmaxtc = ────── + ──── ≤ 1.2*Rtc F W tc M : Mô men lực lệch tâm gây lật móng ba2 W = ── : Mô men chống uốn móng (m3) tc ΣP + G M tc σmintc = ────── - ──── ≥ F W tc tc σmax + σmin tc σtb = ────── ≤ Rtc Kết tính toán : M(T.m) W(m3) бmax(T/m2) бmin(T/m2) бtb(T/m2) 1.2*Rtc(T/m2) Rtc(T/m2) бi(T/m2) 3.50 0.97 24.95 17.03 20.99 29.34 24.45 22.31 (Bảng 5) Các điều kiện kích thước móng điều kiện chịu lực thoả mãn 2.1.3 Cấu tạo móng Hình chiếu đứng móng hình -3- P G bc=600 b=1800 α τκ ho=460 hm=500 h=1500 M ac=600 a=1800 (Hình ) Tính lượng cốt thép bố trí vào móng : Xác định chiều cao làm việc bê tông (ho): P hochọn ≥ hotính = ─────── (m) 2(ac + bc)mRcf ac , bc : Kích thước tiết diện cột nhà (ac= bc =0.6m) P : Áp lực tính toán ( có kể đến hệ số vượt tải n =1.1) Rcf Cường độ kháng cắt cho phép bê tông ( Chọn Rcf = 75 T/m2 ứng với mác bê tông 200) hotính(m) hochọn(m) e(m) 0.36 0.46 0.04 (Bảng 6) Tính cốt thép : mô men uốn phản lực gây  σ max + σ i  a − ac ) ( 2b + bc )  ( Ma = ÷ 24    σ max + σ  b − bc ) ( 2a + ac )  ( ÷ 24   σmax : ứng suất tiêu chuẩn mép cột phía có σmax Mb = -4-  hmtgα  a ÷  Tính số lượng cốt thép theo chiều cạnh : Fa Ma Fa = => na = fa m.ma.Ra.ho Fb Mb Fb = => nb = fb m.mb.Ra.ho na nb : Số lượng cốt thép bố trí theo chiều a & b đáy móng Fa Fb : Tổng diện tích tiết diện ngang cốt thép bố trí theo chiều a & b đáy móng fa fb : Tiết diện ngang cốt thép bố trí theo chiều a & b đáy móng (Sử dụng cốt thép có Ф10, diện tích tiết diện thép theo bảng 7) Ra : Cường độ chịu kéo cốt thép ( Ra = 18000T/m2 ứng với thép CT-O) fa(mm2) fb(mm2) 0.785 0.785 σmax = σmin + (σmax - σmin ) 1- (Bảng 7) Khoảng cách cốt thép theo chiều a , b móng : a-2e Ca = na a-2e Cb = e: bề dày lớp bảo vệ cốt thép e = (cm) nb Mb Ma Fa(m2) Fb(m2) natính nbtính nachọn nbchọn Ca(m) Cb(m) Gcốtthép(KG) 5.29 5.96 0.0009 0.00079 11.31 10.05 11.00 10.00 0.16 0.17 22.53 (Bảng 8) Vẽ móng với bố trí cốt thép móng: -5- P bc=600 G b=1800 ατ κ ho=460 hm=500 h=1500 M Ca=160 e=40 Cb=170 e=40 ac=600 a=1800 (H ình 3) 2.2.Vẽ biểu đồ σz theo phương thẳng đứng Tại điểm K, O, M, N K O M N (Hình 4) 2.2.1 Tại tâm móng Xem taỉ trọng hình thang tải trọng phân bố với cường độ: σmaxtc + σmintc σtbtc = ────── = 19.85(T/m2) -6- Kết tính bảng sau: z(m) 0.0 1.5 2.2 2.9 3.6 4.0 4.7 5.4 бbt(T/m2) 0.00 2.82 4.14 5.45 6.77 7.52 8.82 10.12 z/b a/b 1 1 1 1 0.00 0.39 0.78 1.17 1.39 1.78 2.17 ko 0.82 0.48 0.26 0.201 0.132 0.095 бz(T/m2) Pgl(T/m2) 18.17 18.17 14.90 8.72 4.73 3.65 2.40 1.73 (Bảng 9) (Biểu đồ 1) 2.2.2.Tại điểm N K Chia tải trọng hình thang thành tải trọng phân bố (σmintc) tải trọng tam giác (σmaxtc - σmintc) Ứng suất tải trọng phân bố gây điểm N K z(m) z/b l/b kc -7- Pgl(T/m2) бzi(T/m2) ∑б(T/m2) 0.0 1.5 2.2 2.9 3.6 4.0 4.7 5.4 0.00 0.39 0.78 1.17 1.39 1.78 2.17 2 2 2 2 14.21 0.25 0.24 0.219 0.183 0.165 0.134 0.11 3.55 3.41 3.11 2.60 2.35 1.90 1.56 7.11 6.82 6.23 5.20 4.69 3.81 3.13 (Bảng 10) Ứng suất tải trọng phân bố hình tam giác gây điểm N K z(m) 0.0 1.5 2.2 2.9 3.6 4.0 4.7 5.4 z/b 0.00 0.39 0.78 1.17 1.39 1.78 2.17 l/b 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 KA KD 0.04 0.042 0.036 0.03 0.028 0.021 0.25 0.169 0.105 0.063 0.038 0.028 0.024 P(T/m2) ∑бZA(T/m2) ∑бZD(T/m2) 7.92 0.00 3.96 0.63 2.68 0.67 1.66 0.57 1.00 0.48 0.60 0.44 0.44 0.33 0.38 (Bảng 11) Biểu đồ ứng suất K N z(m) 0.0 1.5 2.2 2.9 3.6 4.0 4.7 5.4 ∑бK(T/m2) ∑бN(T/m2) 7.11 7.46 6.89 5.77 5.17 4.25 3.46 (Bảng 12) -8- 11.07 9.50 7.89 6.20 5.29 4.25 3.51 (Biểu đồ2) 2.2.3.Biểu đồ ứng suất M Phân tải trọng hình thang thành tải trọng hình Ứng suất điểm M tải trọng 1, 2, 3, gây Tính ứng suất tải trọng tác dụng điểm M: Tải trọng : Tải trọng phân bố σmintc Ứng suất M tải trọng tác dụng lên dáy móng điểm M : σz1 =k1.Pgl1 Tải trọng : Tải trọng phân bố (3σmax tc + σmintc)/4 Ứng suất M tải trọng tác dụng lên dáy móng điểm M : σz4 =k4.Pgl4 z(m) 0.0 1.5 2.2 2.9 3.6 4.0 4.7 5.4 z/b 0.00 0.39 0.78 1.17 1.39 1.78 2.17 l/b 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 1.50 Pgl1(T/m2) бz1(T/m2) l/b 14.21 0.25 3.55 0.243 3.45 0.213 3.03 0.173 2.46 0.154 2.19 0.121 1.72 0.1 1.42 k1 (Bảng 13) -9- k4 0.25 0.24 0.219 0.183 0.165 0.134 0.11 Pgl4(T/m2) бz4(T/m2) 20.15 5.04 4.84 4.41 3.69 3.33 2.70 2.22 Tính ứng suất tải trọng tác dụng điểm M Tải trọng : Tải trọng phân bố hình tam giác 3.(σmax tc + σmintc)/4 Ứng suất M tải trọng tác dụng lên dáy móng điểm M : σz2 =kD2.Pgl2 Tải trọng : Tải trọng phân bố hình tam giác (σmax tc + σmintc)/4 Ứng suất M tải trọng tác dụng lên dáy móng điểm M : σz3 =kA3.Pgl3 z(m) 0.0 1.5 2.2 2.9 3.6 4.0 4.7 5.4 z/b 0.00 0.39 0.78 1.17 1.39 1.78 2.17 l/b kD2 Pgl2(T/m2) бz2(T/m2) l/b 0.67 5.94 0.67 0.25 1.49 0.67 0.185 1.10 0.67 0.135 0.80 0.67 0.0915 0.54 0.67 0.052 0.31 0.67 0.036 0.21 0.67 0.028 0.17 (Bảng 14) Ứng suất tổng M : z(m) 0.0 1.5 2.2 2.9 3.6 4.0 4.7 5.4 ∑бM(T/m2) 20.15 18.98 16.76 13.68 11.90 9.51 7.81 (Bảng 15 ) Biểu đồ ứng suất điểm M: - 10 - kA3 Pgl3(T/m2) бz3(T/m2) 1.98 0.00 0.05 0.10 0.07 0.14 0.076 0.15 0.065 0.13 0.06 0.12 0.05 0.10 (Biểu đồ 3) 2.3.Xác định tải trọng giới hạn Tải trọng giới hạn tính theo lý thuyết cân giới hạn.Theo phương pháp Xôcôlôvxki γ xT = γ h.tgϕ + c x Từ giá trị xT ứng với điểm A (x=0), O (x=b/2), B(x=b) tra bảng xác định PT.phụ thuộc vào giá trị góc φ Thay giá trị PT vào công thức tính tải trọng giới hạn: PT = PT(c + q.tgφ) + q y Điểm A 0.00 Điểm O 1.59 Điểm B 3.18 h(m) q(T/m2) qtgφ+c yT 1.5 2.82 3.23935 0.00 0.92 1.85 (Bảng 16) - 11 - PT 17.16 24.68 31.03 Pgh(T/m2) 58.41 82.77 103.34 Min Max Pgh(o) Pghmax Pghmin q= h q= h O A B x z (Hình 5) 2.4 Tính lún cuối Hệ số rỗng ban đầu eo = Δs.(1+0,01W) -1 γw Từ giá trị eo eo eo eo eo với cấp tải trọng P = 0, 1, 2, 3, (kG/m2) ta vẽ đường cong nén cho lớp đất: Sét pha, cát pha P1 = σzbt, P2 = σzbt +σIItb Xác định hệ số nén lún a Lớp sét pha P(T/m ) ei a 0.73 0.0051 10 0.68 0.0010 20 0.67 0.0050 30 0.62 0.0020 40 0.60 (Bảng 17) - 12 - Lớp cát pha P(T/m2) 10 20 30 40 ei 0.74 0.58 0.55 0.53 0.52 a 0.0157 0.0030 0.0020 0.0010 (Bảng 18) Ranh giới vùng hoạt động nén ép lấy độ sâu mà ứng suất nén ép σz=0,2.σbt Từ đồ thị σz theo phương thẳng đứng tâm móng (Bảng 9) ta xác định chiều dày vùng hoạt động nén ép h=8.5m Tính lún cuối tâm móng theo phương pháp phân tầng lấy tổng Chia đất đế móng thành lớp phân tố mỏng, chiều dày lớp hi=0.7m, riêng lớp phân tố có chiều dày 0.4m.Kết tính bảng sau: Lớp phân Chiều P (T/m2) tố dày(m) 1i 0.7 3.48 0.7 4.79 0.7 6.11 0.4 7.14 0.7 8.17 0.7 9.47 ∑ 3.9 e1i P2i(T/m2) e2i si(m) 0.715 0.705 0.695 0.691 0.595 0.585 20.02 16.61 12.83 11.33 11.20 11.54 0.670 0.675 0.676 0.677 0.573 0.570 0.018367 0.012317 0.007847 0.003312 0.009655 0.006625 0.058122 (Bảng 19) Độ lún cuối móng S= ∑ Si = 5.81 (cm) i =1 - 13 - Kết luận Qua trình tiến hành thực đồ án môn học Cơ học đất - Nền Móng rút nhiều điều bổ ích cho kiến thức môn học học cho riêng Với toán thiết kế móng cột nhà công nghiệp mà thiết kế đưa phương án thiết kế móng Do nhận thấy toán Cơ học đất, Nền Móng có nhiều điều phức tạp cần nhiều kiến thức tổng hợp để giải toán cho có kết tốt nhất, hiệu Đơn cử trường hợp đơn giản sau: việc thiết kế móng đơn việc chọn chiều sâu chôn móng, từ tính chiều rộng chiều dài móng môt công việc đòi hỏi có kiến thức tổng hợp nhiều yếu tố tải trọng công trình, đất thiên nhiên, yếu tố ĐCCT – ĐCTV, giá thành công trình, ý nghĩa công trình, điều kiện thi công, ảnh hưởng công trình xung quanh, quy phạm quy định,… Do mà tồn nhiều phương án thiết kế móng khác với hiệu khác Để chọn phương án móng cho có hiệu công việc phụ thuộc vào kinh nghiệm chuyên môn, giá trị sử dụng công trình, giá thành công trình Tuy nhiên đồ án dừng mức làm tập làm quen với công việc mà đồ án không tránh khỏi thiếu sót, mong góp ý thầy cô bạn sinh viên lớp Tôi xin chân thành cảm ơn - 14 - [...]... lún cuối cùng của móng S= ∑ Si = 5.81 (cm) i =1 - 13 - Kết luận Qua quá trình tiến hành thực hiện đồ án môn học Cơ học đất - Nền và Móng tôi rút ra được nhiều điều bổ ích cho kiến thức môn học và bài học cho riêng mình Với bài toán thiết kế móng dưới cột nhà công nghiệp mà tôi thiết kế tôi mới chỉ đưa ra một phương án thiết kế móng Do đó tôi nhận thấy bài toán Cơ học đất, Nền và Móng có nhiều điều... quy định,… Do đó mà cũng tồn tại nhiều phương án thiết kế móng khác nhau với hiệu quả khác nhau Để chọn một phương án móng sao cho có hiệu quả nhất là một công việc phụ thuộc vào kinh nghiệm chuyên môn, giá trị sử dụng của công trình, giá thành của công trình Tuy nhiên đồ án mới chỉ dừng ở mức là làm bài tập và làm quen với công việc do đó mà đồ án không tránh khỏi thiếu sót, tôi mong được sự góp ý của... điều rất phức tạp cần nhiều kiến thức tổng hợp để giải quyết bài toán sao cho có kết quả tốt nhất, hiệu quả nhất Đơn cử một trường hợp đơn giản sau: trong việc thiết kế móng đơn việc chọn chiều sâu chôn móng, từ đó tính ra chiều rộng và chiều dài móng là môt công việc đòi hỏi có kiến thức tổng hợp nhiều yếu tố như tải trọng công trình, nền đất thiên nhiên, yếu tố ĐCCT – ĐCTV, giá thành công trình, ý... 0.0010 (Bảng 18) Ranh giới vùng hoạt động nén ép lấy ở độ sâu mà tại đó ứng suất nén ép σz=0,2.σbt Từ đồ thị σz theo phương thẳng đứng tại tâm móng (Bảng 9) ta xác định chiều dày vùng hoạt động nén ép h=8.5m Tính lún cuối cùng tại tâm móng theo phương pháp phân tầng lấy tổng Chia nền đất dưới đế móng thành 6 lớp phân tố mỏng, chiều dày mỗi lớp hi=0.7m, riêng lớp phân tố 4 có chiều dày là 0.4m.Kết...(Biểu đồ 3) 2.3.Xác định tải trọng giới hạn Tải trọng giới hạn tính theo lý thuyết cân bằng giới hạn.Theo phương pháp của Xôcôlôvxki γ xT = γ h.tgϕ + c x Từ giá trị xT ứng với các điểm A (x=0), O (x=b/2), B(x=b)