iCo - THUYET MINH DO AN NEN MONG

Tính toán móng băng bằng phần mềm SAP Tính toán móng cọc, kiểm tra cọc chịu tải ngang bằng phần mềm SAP

Trang 1

Cùng hòa chung với sự phát triển không ngừng của xã hội, ngành xây dựng đã có những bước phát triển vượt bậc.Ngày nay các công trình xây dựng có quy mô lớn ngày càng nhiều, nền móng của các công trình phức tạp đòi hỏi người kỹ sư xây dựng phải có kiến thức sâu rộng để đáp ứng yêu cầu công việc Chính vì vậy mà kiến thức về nền móng là một điều không thể thiếu đối với mỗi người kỹ sư xây dựng.

Trong thời gian học tập tại trường, mỗi sinh viên ngành xây dựng đều được trang bị những kiến thức cơ bản về địa chất công trình, cơ học đất và được giảng dạy chuyên sâu về nền móng Ngoài những tiết lý thuyết để giảng dạy cho sinh viên những kiến thức cơ bản, sinh viên còn được trực tiếp thực hiện

đồ án nền móng nhằm bổ sung và áp dụng những kiến thức mình đã được học.

Trong quá trình thực hiện đồ án nền móng, ngoài nỗ lực của bản thân còn

có sự chỉ dẫn nhiệt tình của thầy Em xin chân thành cám ơn thầy đã giúp em

bổ sung và hệ thống lại những kiến thức đã được học trên lớp để có thể vận dụng được trong thực tế.

Tp Hồ Chí Minh, ngày …… tháng … năm …

Sinh viên

Trang 2

CHƯƠNG 1 SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 1.1 MÔ TẢ CÁC LỚP ĐỊA CHẤT

Lớp số 1 (dày 1.5m) - - Bùn sét, xám xanh đen Trạng thái chảy Lớp số 2

(dày 7.0m) - - Sét vàng, xám trắng Trạng thái dẻo cứng Lớp số 3

(dày 8.0m) - - Sét xám, nâu Trạng thái dẻo mềm Lớp số 4

(dày 30m) - - Cát pha, xám đen Trạng thái dẻo

1.2 BẢNG TỔNG HỢP SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT

Dung trongtựnhiên Dung trọngđẩynổi Lựcdính C

14,6 1 5,02

19,5 5 9,97

9,71 9,82

36,4 4

29,1 2

31,9

1

11,1 5

11,8 6 19,9

3

19,8 3

10,2 3

10,1 2

43,7 5

40,9 6

14,8 4

14,1 4

18,0 9

19,9 9 8,73

8,38 8,52

16,1 8

10,9 3

12,9 3 8,65

6,75 7,47 18,8

7

18,7

21,4 4

19,4 4

10,5

19,9 7

19,9

4

10,4 4

10,4

7

21,1 7

24,8

0

17,0 9

18,0 3 20,0

Trang 4

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ MÓNG BĂNG CÓ SƯỜN

2.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG

2.1.1 LỰA CHỌN VẬT LIỆU

- Bê tông cấp độ bền B20: Rb = 11.5 MPa; Rbt = 0.9 MPa ; Eb = 27.103MPa

- Thép AII: Rs = Rsc = 280 MPa; Rsw = 225 MPa.

Trang 5

2.2 CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG

- Chiều dài mỗi đầu thừa : lthừa=1/4lnhịp÷1/3 lnhịp =1m÷1,3m Chọn lthừa = 1m.

- Tổng chiều dài móng băng: L=22m

- Giả sử bề rộng móng băng: b=1.8m

2.4 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH NỀN DƯỚI ĐÁY MÓNG

- Sức chịu tải tiêu chuẩn của đất nền (mục 4.6.9 TCVN 9362:2012):

o m: hệ số điều kiện làm việc của nền đất (bảng 15 TCVN 9362 m1 = 1.1, m2=1).

o ktc = 1.0 (số liệu lấy từ thí nghiệm)

o γ = 9.97 kN/m3 : dung trọng đẩy nổi của đất dưới đáy móng

Trang 6

- Kiểm tra điều kiện ổn định:

- Áp lực bản thân của đất tại đáy móng:

- Ứng suất gây lún phân bố theo độ sâu:

- Xác định ứng suất:

- Từ đường cong nén lún e-p tính:

o e1i tương ứng p1i

o e2i tương ứng p2i

Trang 7

(T/m²)

σbt(T/m2)

P1i (T/m² )

P2i (T/m²) e1i e2i

Si (cm)

Trang 9

Hình 2.1 Biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún

Trang 10

2.6 KIỂM TRA XUYÊN THỦNG MÓNG

- Chọn chiều cao bản móng hb = 0.45m

- Lớp bê tông bảo vệ a =5cm:

- Kiểm tra điều kiện xuyên thủng cho 1m dài móng:

- Sử dụng phần mềm SAP2000 để tính toán nội lực:

o Bước 1: khai báo vật liệu

Trang 11

o Bước 2: khai báo tiết diện

o Bước 3: mô hình

Trang 12

o Bước 4: gán liên kết lò xo và tải trọng

o Bước 6: xác định nội lực

Biểu đồ momen

Biểu đồ lực cắt

Trang 14

Frame Station OutputCase CaseType P V2 M3

Trang 15

Trang 16

Trang 17

Trang 18

Trang 19

Trang 20

Trang 21

Trang 22

Trang 23

Trang 24

Trang 25

 Tính toán theo tiết diện chữ nhật: bxh = 180x60cm

Diện tích cốt thép được tính theo công thức:

Hàm lượng cốt thép:

Chọn 4 φ 25+2 φ 25 ( As = 29.45cm2)

Trang 26

Chọn 4 φ 25+4 φ 25 ( As = 39.27cm2)

e) Tính toán mặt cắt 5-5

M = 287.19kNm: căng thớ dưới

Trang 27

Chọn 4 φ 28 ( As = 24.63cm2)

f) Tính toán mặt cắt 6-6

M = 575.3kNm: căng thớ trên

Chọn 4 φ 25+4 φ 25 ( As = 39.27cm2)

g) Tính toán mặt cắt 7-7

Trang 28

Chọn 4 φ 28 ( As = 24.63cm2)

h) Tính toán mặt cắt 8-8

M = 268.63kNm: căng thớ trên

Chọn 4 φ 25 ( As = 19.63cm2)

i) Tính toán mặt cắt 9-9

Trang 29

- Khoảng cách thiết kế của cốt đai

- Trong đoạn từ L/4 đến 3L/4 quanh cột chọn theo cấu tạo s = 200mm

Trang 30

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÓNG CỌC

- Chiều sâu mũi cọc: -25.4m

- Chiều dài cọc trong đất: 25.4 – 2 = 23.4m

- Chọn 3 cọc có chiều dài mỗi cọc là 8m

- Tiết diện cọc: 350x350mm

- Chọn thép trọng cọc: 8 φ 16

Trang 31

3.2 KIỂM TRA CỌC TRONG QUÁ TRÌNH VẬN CHUYỂN CẨU LẮP

− Tải phân bố đều trên cọc khi vận chuyển, lắp dựng chính là tải trọng bản thân cọc

- Cường độ cọc khi vận chuyển:

+ Mô men uốn lớn nhất tại điểm giữa cọc và móc cẩu:

M = 0.043xqxLc = 0.043x0.505x82 = 1.4 Tm.

+ Chọn bề dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép cọc là 3cm

cm2 < 16.08 cm2 (8 φ 16)

- Cường độ cọc khi lắp dựng:

Trang 32

+ Mô men uốn lớn nhất tại điểm móc cẩu:

M = 0.068xqxLc = 0.068 x 0.505 x 8.02 = 2.2 Tm.

+ Chọn bề dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép cọc là 3cm

cm2 < 16.08 cm2 (8 φ 16)

=> Như vậy, cọc đảm bảo không bị phá hoại trong quá trình vận chuyển, cẩu lắp.

- Kiểm tra lực cẩu, móc cẩu:

Trang 33

3.3 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CHO PHÉP CỦA CỌC

3.3.1 Sức chịu tải cho phép theo vật liệu

Sức chịu tải tính toán theo vật liệu của cọc được tính theo công thức sau:

Pvl = ϕ (RsAs + RbAb)

Trong đó:

ϕ : Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh của cọc

+ Khi thi công ép cọc: l01 = ν1.l1 = 1×8 = 8m + Khi cọc chịu tải trọng công trình: l02 = ν2.l2 = 0.7 x 23.4 = 16.38m Thiên về an toàn chọn l0 = max(l01, l02) = 16.38m

=16.38/0.35=46.8

=> ϕ = 1,028 – 0,0000288×46.82 – 0,0016×46.8 = 0.89

Sức chịu tải theo vật liệu:

Pvl = 0.89 x (2800×16.08 + 115×1208.92) =163804 daN =163T

3.3.2 Sức chịu tải cho phép theo đất nền

− Sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ đất nền được xác định theo công thức:

Trong đó:

+ FSS : hệ số an toàn cho thành phần ma sát thành cọc,

+ FSP : hệ số an toàn cho thành phần sức kháng mũi,

− Việc chọn hệ số an toàn cho thành phần ma sát thành cọc nhỏ hơn hệ số an toàn cho thành phần kháng mũi cọc vì hai đại lượng trên không đạt cực hạn cùng một lúc, thông thường thì ma sát thành cọc đạt cực hạn trước sức kháng mũi.

a) Xác định sức chịu tải cực hạn do ma sát:

Trong đó:

+ fsi : lực ma sát đơn vị giữa các lớp đất thứ i tác dụng lên cọc.

− Lực ma sát đơn vị được tính như sau:

Trong đó:

Trang 34

+ : lực kết dính giữa thân cọc và đất, với cọc đóng BTCT lấy trong đó là lực dính kết của lớp đất thứ i (lấy theo trạng thái giới hạn thứ I).

+ : góc ma sát trong giữa cọc và đất nền, với cọc BTCT hạ bằng phương pháp đóng

ép lấy trong đó là góc ma sát trong của lớp đất thứ i (lấy theo trạng thái giới hạn thứ I).

+ : ứng suất hữu hiệu theo phương ngang tại giữa lớp đất thứ i,

+ : ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng tại giữa lớp đất thứ i.

(T/m3) (độ)

(T/m2)

(T/m ) (T/m)

+ Ap=0.35x0.35=0.123m2: diện tích tiết diện ngang của mũi cọc.

+ qp: cường độ đất nền dưới mũi cọc.

Theo Versic (1973)

Trang 35

→ Vậy sức chịu tải cho phép theo chỉ tiêu cường độ đất nền:

− Sức chịu tải thiết kế của cọc chọn theo giá trị nhỏ nhất trong các sức chịu tải đã tính toán bên trên:

Trang 36

3.4.2 Bố trí cọc trong đài

− Bố trí với khoảng cách giữa các cọc: S=(3d-6d).

− Chọn khoảng cách giữa các tim cọc như hình vẽ.

-− Kích thước đài

3.5 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA NHÓM CỌC

- Sức chịu tải của nhóm cọc :

Trang 37

Thoả sức chịu tải cho nhóm cọc

3.6 KIỂM TRA PHẢN LỰC ĐẦU CỌC

− Chiều cao đài cọc được giả thiết ban đầu: hđ=1.5m

− Trọng lượng đài cọc:

− Lực dọc tính toán tại cốt đáy đài:

− Momen tính toán tại cốt đáy đài:

− Tải trọng tác dụng lên cọc:

3.7 KIỂM TRA NỀN DƯỚI ĐÁY MÓNG KHỐI QUY ƯỚC

3.7.1 Kích thước khối móng quy ước

− Góc ma sát trung bình:

Trang 38

− Góc ảnh hưởng :

− Kích thước móng khối quy ước:

− Diện tích đáy khối móng quy ước được tính theo công thức:

Fmq=Bqu xLqu=4.3x5.3=23m2

Trang 39

3.7.2 Trọng lượng móng khối quy ước

− Trọng lượng đất trong khối móng quy ước

− Trọng lượng đất bị cọc, đài chiếm chỗ:

− Trọng lượng của các cọc và đài trong khối móng quy ước:

− Trọng lượng của khối móng quy ước:

3.7.3 Kiểm tra điều kiện làm việc làm việc đàn hồi của nền dưới đáy khối móng quy ước

− Tồng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên đáy khối móng quy ước:

− Momen kháng uốn của khối móng quy ước:

− Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối móng quy ước được xác định như sau:

− Cường độ tính toán của móng tại đáy khối móng quy ước:

Trong đó:

Trang 40

+ m1=m2=1: hệ số điều kiện làm việc của nền và điều kiện làm việc của công trình tác động qua lại của đất nền.

+ ktc: hệ số độ tin cậy, ktc=1 đặc trưng tính toán lấy trực tiếp từ thí nghiệm.

+ c’=3.107 T/m2: lực dính của đất nền dưới khối móng quy ước

+ γ : dung trọng của các lớp đất từ đáy khối móng quy ước trở xuống, γ =1.05T/m2

+ γ*: dung trọng của các lớp đất từ đáy khối móng quy ước trở lên,

+ A, B, D: hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong nền.

− Ta có:

3.7.4 Kiểm tra lún của nền dưới đáy khối móng quy ước

- Dùng phương pháp cộng lún từng lớp phân tố.

- Ứng suất hữu hiệu tại đáy khối móng quy ước:

- Ứng suất gây lún ở đế khối móng quy ước:

- Xét điều kiện tính lún:

Vậy không cần kiểm tra lún

Trang 41

3.7.5 Kiểm tra xuyên thủng cho đài cọc

Với chiều cao đài là 1.5m thì tháp chọc thủng từ chân cột trùm ra ngoài tim cọc nên không cần kiểm tra điều kiện chọc thủng.

Trang 42

3.7.6 Tính toán cốt thép cho đài cọc

Tính thép cho phương Y của đài.

Chọn 9 φ 14a200 ( As = 13.85 cm2)

3.7.7 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang.

Việc tính toán tải trọng ngang được thực hiện bằng phần mềm SAP

Các thông số đầu vào :

‒ Lực cắt lớn nhất tại chân cột:

Trang 43

Momen tại đáy đài đã chuyển thành lực dọc trong cọc, nên cọc không có momen tác dụng, chỉ có lực ngang tác dụng ở đầu cọc ở đáy đài.

‒ Lực cắt tác dụng lên 1 cọc: H=

‒ Cao độ từ vị trí đáy đài đến mũi cọc: -2.00 đến -25.40m

‒ Chia cọc thành nhiều đoạn có độ dài 0.5 để gán lò xo.

‒ Từ độ sệt của đất tra bảng A.1 TCVN 10304 được hệ số tỉ lệ k

Zi

k (kN/m4)

CZ (kN/m3)

A (m2)

Độ cứng K(kN/m )

Độ cứng trung bình K(kN/m )

Trang 44

-14.5 -12.5 9000 112500 0.2 22500-15 -13 9000 117000 0.2 23400-15.5 -13.5 9000 121500 0.2 24300-16 -14 9000 126000 0.2 25200-16.5 -14.5 9000 130500 0.2 26100-17 -15 8000 120000 0.2 24000-17.5 -15.5 8000 124000 0.2 24800-18 -16 8000 128000 0.2 25600-18.5 -16.5 8000 132000 0.2 26400-19 -17 8000 136000 0.2 27200-19.5 -17.5 8000 140000 0.2 28000-20 -18 8000 144000 0.2 28800-20.5 -18.5 8000 148000 0.2 29600-21 -19 8000 152000 0.2 30400-21.5 -19.5 8000 156000 0.2 31200-22 -20 8000 160000 0.2 32000-22.5 -20.5 8000 164000 0.2 32800-23 -21 8000 168000 0.2 33600-23.5 -21.5 8000 172000 0.2 34400-24 -22 8000 176000 0.2 35200-24.5 -22.5 8000 180000 0.2 36000-25 -23 8000 184000 0.2 36800-25.5 -23.5 8000 188000 0.1 18800 18800

Để đơn giản mô hình tính toán ta lấy độ cứng lò xo trung bình các lớp đất gán hết cho toàn bộ lớp đất đó Đầu cọc gán ngàm trượt theo phương X Mũi cọc gán lò xo theo phương đứng là

Trang 45

SƠ ĐỒ TÍNH BIỂU ĐỒ CHUYỂN VỊ

Trang 46

BIỂU ĐỒ MOMEN BIỂU ĐỒ LỰC CẮT

Trang 47

PHẢN LỰC LÒ XO

Chuyển vị ngang tại đài cọc: 0.2mm < 20mm (Mục 11.12 TCVN 10304-2014)

Định dạng
Số trang	48
Dung lượng	834,17 KB
File đính kèm	iCo-DO AN NEN MONG.rar (3 MB)