Đồ án Nền móng - SV. Đỗ Thị Bích Lê

MỤC LỤC PHẦN THIẾT KẾ MÓNG CỌC Khảo sát địa chất Kiểm tra chiều sâu chôn móng Chọn loại cọc Tính khả chịu tải cọc theo vật liệu 4.1 Theo hệ số điều kiện làm việc vật liệu 4.2 Theo hệ số uốn dọc 𝛗 Tính khả chịu tải cọc theo đất 5.1 5.2 Phương pháp tính theo TCVN 10304:2014 5.1.1 Sức chịu tải cọc 5.1.2 Sức chịu tải cọc xét đến hệ số an toàn Giả sử móng có 6-10 cọc Phương pháp tính theo cường độ 𝐂, 𝛗 Sức chịu tải cọc 5.3 5.2.1 Sức chiu tải mũi cọc 5.2.2 Sức chịu tải ma sát hông quanh cọc 5.2.3 Sức chịu tải cọc xét đến hệ số an toàn Sức chịu tải cọc theo viện kiến trúc Nhật Bản (SPT) Sức chịu tải cọc xét đến hệ số an toàn 5.4 7.1 Kết luận Xác định số cọc bố trí cọc thành nhóm 6.1 Ước tính số lượng cọc: 6.2 Kiểm tra lại chiều sâu chôn móng 6.3 Hệ số nhóm cọc Xác định tải trọng tác dụng lên đầu cọc Tải trọng tác dụng lên đáy đài 7.2 Tải trọng bình quân tác dụng lên đầu cọc 7.3 Tải trọng lớn tác dụng lên cọc biên Kiểm tra 8.1 8.1.1 Kiểm tra ổn định Khối lượng đất móng quy ước 8.1.2 Khối lượng đài cọc bê tông 8.1.3 Khối lượng đất bị đài cọc chiếm chỗ 8.1.4 Tổng khối lượng móng khối quy ước 8.1.5 Phản lực đáy móng khối quy ước 8.1.6 Tải trọng tiêu chuẩn đáy móng khối quy ước mũi cọc 8.2 Kiểm tra cường độ 10 8.2.1 Phản lực đáy móng 10 8.2.2 Sức chịu tải giới hạn 10 8.2.3 Sức chịu tải an toàn 10 Độ lún cho 10 10 Kiểm tra móng 11 10.1 Kiểm tra xuyên thủng 11 10.2 Tính cốt thép móng 11 10.2.1 Tính cốt thép theo phương X 11 10.2.2 Tính cốt thép theo phương Y 12 10.3 Kiểm tra điều kiện chu vi bám cốt thép 12 PHẦN THIẾT KẾ MÓNG BĂNG Khảo sát địa chất 13 1.1 Lớp 13 1.2 Lớp 13 Kiểm tra 14 2.1 Chọn sơ kích thước móng tải tiêu chuẩn 14 2.2 Dời lực trọng tâm đáy móng 15 2.3 Cường độ đất đáy móng 15 2.4 Áp lực đáy móng 16 2.5 Kiểm tra cường độ (TTGH 1) 16 2.5.1 Áp lực tính toán 16 2.5.2 Sức chịu tải giới hạn 16 2.5.3 Sức chịu tải an toàn 17 Kiểm tra lún 17 3.1 Áp lực thân 17 3.2 Áp lực gây lún 17 3.3 Độ lún 18 Tính nội lực dầm móng 18 4.1 Chọn vật liệu cho móng 19 4.2 Chọn số lượng lò xo độ cứng lò xo 19 Tính bố trí cốt thép 21 5.1 Tính toán cốt thép chịu lực dầm móng 21 5.1.1 Tính toán thép số (thép nhịp) 22 5.1.2 Tính toán thép số (thép gối) 23 5.1.3 Tính cốt đai số 24 5.1.4 Tính thép số 25 5.1.5 Tính thép số 25 5.1.6 Tính thép số 25 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM PHẦN 1: THIẾT KẾ MÓNG CỌC Mã đề Ntc (kN) Mtc (kNm) Qtc (kN) Df (m) S1C6 1000 100 20 1.6 Lớp đất Loại đất  (kN/m3) Cát Sét 16.5 19 Độ ẩm W(%) 49 16 Lớp đất Z1 (m) 10 Lớp đất Z2 (m) 30 e0 Độ sệt B GH dẻo GH lỏng Cc (kPa)  E0 (kPa) 0.75 0.63 0.3 10 30 17 290 17050 1750 7800 Khảo sát địa chất Lớp 1: độ sệt B =  đất cát Độ rỗng e0 = 0.75, W = 0.49,  = 16.5 cát mịn,chặt vừa Lớp 2: độ sệt B = 0.3  đất sét dẻo cứng Kiểm tra chiều sâu chôn móng Giả sử bề rộng móng : 𝐵𝑚 = 𝑚 𝜑 2×𝑄𝑡𝑡 𝛾′ ×𝐵𝑚 𝐷𝑓 = 1.6 ≥ ℎ𝑚𝑖𝑛 = 0.7 × tan(45° − ) × √ = 0.7 × tan(45° − 29 2×1.2×20 )×√ 16.5×2 = 0.4 𝑚 (thỏa) Chọn loại cọc Chọn cọc có tiết diện: 300×300 mm Chọn cốt thép cọc: 4∅18 Diện tích cốt thép: As = 1018×10-6 m2 Chu vi cọc: u = 4D = 4×0.3 = 1.2 m Diện tích cọc: A = D2 = 0.32 = 0.09 m2 Chọn thép có Ra = 270.000 kPa SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM Chọn bê tông có cấp độ bền B25 có Rb = 14.500 kPa Chọn chiều dài cọc 9m,cọc chôn vào đài 0.8m (chừa thép râu chờ=(30-40) ∅ + 200mm BT lót, >2D) Chiều sâu mũi cọc Zm= 1.6 + - 0.8 = 9.8 m, chiều dài cọc cát 8.2m 0.00 -1.600 Đất cát mịn, chặt vừa -9.800 Đất sét, dẻo cứng SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM Tính khả chịu tải cọc theo vật liệu 4.1 Theo hệ số điều kiện làm việc vật liệu 𝑃𝑣𝑙 = 𝑘 × 𝑚 × (𝑅𝑏 × 𝐴𝑏 + 𝑅𝑠 × 𝐴𝑠 ) = 0.7 × (14500 × 0.09 + 270000 × 1018 × 10−6 ) = 1106 𝑘𝑁 k×m: hệ số điều kiện làm việc vật liệu 𝑅𝑏 cường độ chịu nén bê tông 𝑅𝑠 cường độ chịu nén cốt thép 4.2 Theo hệ số uốn dọc 𝛗 Tra bảng 3.2 trang 168 (Châu Ngọc Ẩn) theo độ mảnh 𝜆 = 𝜈𝐿 𝑟 =2× 0.15 = 120,ta 𝜑 = 0.55  𝜈 hệ số đầu cọc ngàm vào đài  L chiều thực cọc  r: bán kính cọc 𝑃𝑣𝑙 = 𝜑 × (𝑅𝑏 × 𝐴𝑏 + 𝑅𝑠 × 𝐴𝑠 ) = 0.55 × (14500 × 0.09 + 270000 × 1018 × 10−6 ) = 869 𝑘𝑁 Tính khả chịu tải cọc theo đất 5.1 Phương pháp tính theo TCVN 10304:2014 5.1.1 Sức chịu tải cọc 𝑅𝑐,𝑢 = 𝛾𝑐 × (𝛾𝑐𝑞 × 𝑞𝑏 × 𝐴𝑏 + 𝑢 × ∑ 𝛾𝑐𝑓 × 𝑓𝑖 × 𝐿𝑖 )  𝛾𝑐 = hệ số điều kiện làm việc cọc đất  𝛾𝑐𝑞 = hệ số điều kiện làm việc mũi cọc.( Bảng 4)  𝛾𝑐𝑓 = tương ứng hệ số điều kiện làm việc đất bên thân cọc (xem Bảng 4)  𝑞𝑏 sức chống đất mũi cọc (kN/m2), lấy theo Bảng  𝐴𝑏 diện tích cọc  u chu vi tiết diện ngang thân cọc  𝑓𝑖 khả bám trượt lớp đất thứ “i” thân cọc, lấy theo Bảng 3; TCVN 10304:2014  𝐿𝑖 chiều dài đoạn cọc nằm lớp đất thứ “i” SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM Zm = 9.8m, đất sét với B = 0.3  𝑞𝑏 = 3980 kN/m2 Lớp 1: đất cát mịn chặt vừa; L1 = 8.2m; Z1 = 5.7 m  f = 41 kPa 𝑅𝑐,𝑢 = × [1 × 3980 × 0.09 + × 1.2 × (41 × 8.2)] = 762 𝑘𝑁 5.1.2 Sức chịu tải cọc xét đến hệ số an toàn Giả sử móng có 6-10 cọc R c,u 762 Q c1 = = = 462 (kN) γk 1.65 5.2 Phương pháp tính theo cường độ 𝐂 , 𝛗 Sức chịu tải cọc 𝑄𝑢 = 𝑄𝑝 + 𝑄𝑠 5.2.1 Sức chiu tải mũi cọc 𝐐𝐩 = 𝐪𝐦 × 𝐀 = 𝛄′ × 𝐳𝐦 × 𝐍𝐪 × 𝐀 Theo bảng G1, TCVN 10304:2012, đất cát chặt vừa ZL = 8D = 2.4 m< 𝑧𝑚 = 9.8𝑚 nên  Ứng suất mũi coc: 𝛾 ′ × 𝑧𝑚 = 𝛾 ′ × 𝑧𝐿 = (16.5 − 10) × 2.4 = 16 𝑘𝑃𝑎  𝑁𝑞 = 100 (bảng G1) 𝑄𝑝 = 𝑞𝑚 × 𝐴 = 1600 × 0.09 = 144 𝑘𝑁 5.2.2 Sức chịu tải ma sát hông quanh cọc 𝑄𝑠 = 𝑢 × ∑ 𝑓𝑖 × 𝐿𝑖  Lớp 1: đất cát L1 = 8.2 m Từ đoạn ZL = 8D = 2.4 m trở xuống, ma sát hông cát không đổi Ứng suất theo phương đứng trung bình lớp đất ma sát hông theo TCVN 10304:2012  Trên đoạn cọc l1 = (2.4 – 1.6) = 0.8m có độ sâu nhỏ ZL 0.8 𝜎1′ = 𝛾1′ × 𝑧1 = (16.5 − 10) × ( + 1.6) = 13 𝑘𝑃𝑎 Suy ra: 𝑓1 = 𝐾 × 𝜎1′ = × 13 = 13 𝑘𝑃𝑎  Trên đoạn cọc l2 = (8.2 – 0.8) = 7.4m có độ sâu lớn ZL 𝜎2′ = 𝛾1′ × 𝑧2 = (16.5 − 10) × 2.4 = 16 𝑘𝑃𝑎 Suy ra: 𝑓2 = 𝐾 × 𝜎2′ = × 16 = 16 𝑘𝑃𝑎 Với K hệ số áp lực ngang đất lên cọc (bảng G1) SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM Vậy ma sát hông đoạn cọc 𝑓 = 𝑓1 + 𝑓2 = 13 + 16 = 29 𝑘𝑃𝑎 𝑄𝑠 = 𝑢 × ∑ 𝑓𝑖 × 𝐿𝑖 = 1.2 × (29 × 8.2) = 286 𝑘𝑁 Vậy sức chịu tải cọc 𝑄𝑢 = 𝑄𝑚 + 𝑄𝑠 = 144 + 286 = 430 𝑘𝑁 5.2.3 Sức chịu tải cọc xét đến hệ số an toàn Qp Qs 144 286 R c,d2 = 𝑄𝑐 = + = + = 191 (𝑘𝑁) 𝐹Sp 𝐹Ss 5.3 Sức chịu tải cọc theo viện kiến trúc Nhật Bản (SPT) 𝑅𝑐,𝑢 = 𝑞𝑏 × 𝐴𝑏 + 𝑢 × ∑(𝑓𝐶𝑖 𝐿𝑐𝑖 + 𝑓𝑠𝑖 𝐿𝑠𝑖 ) 𝑞𝑏 = 300𝑁𝑝 sức chống đất mũi cọc (kN/m2) 𝑁𝑝 = số SPT trung bình khoảng 1d 4d mũi cọc 𝑓𝑠𝑖 cường độ sức kháng trung bình đoạn cọc nằm lớp đất rời thứ “i” 10𝑁𝑠𝑖 𝑓𝑠𝑖 = = 10 × = 26.7 3 𝑁𝑠𝑖 = số SPT trung bình lớp đất rời “i” 𝐿𝑠𝑖 chiều dài đoạn cọc nằm lớp đất rời thứ “i” 𝑓𝐶𝑖 cường độ sức kháng trung bình đoạn cọc nằm lớp đất dính thứ “i” 𝐿𝑐𝑖 chiều dài đoạn cọc nằm lớp đất dính thứ “i” 𝑄𝑚 = 300 × × 0.09 = 162 𝑘𝑁 𝑄𝑠 = 1.2 × ∑(0 + 26.7 × 8.2) = 263 𝑘𝑁 𝑄𝑐 = 𝑄𝑚 + 𝑄𝑠 = 162 + 263 = 425 𝑘𝑁 Sức chịu tải cọc xét đến hệ số an toàn Qp Qs 162 263 𝑄𝑎 = + = + = 186 𝑘𝑁 𝐹Sp 𝐹Ss SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM 5.4 Kết luận 𝐐𝐜𝟏 = 𝟒𝟔𝟐 𝐤𝐍 {𝐐𝐜𝟐 = 𝟏𝟗𝟏 𝒌𝑵 < 𝑷𝒗𝒍 = 𝟖𝟔𝟗 𝒌𝑵 𝐐𝐜𝟑 = 𝟏𝟖𝟔 𝒌𝑵 Vậy chọn sức chịu tải cọc thiết kế Q tk = 186 𝑘𝑁 Xác định số cọc bố trí cọc thành nhóm 6.1 Ước tính số lượng cọc: (1.2 ÷ 1.4) × 𝑁 𝑡𝑡 (1.2 × 1000) 𝑛= = 1.4 × = 9.03 𝑄𝑐𝑡𝑘 186 Chọn cọc Khoảng cách cọc S = 4D = 4× 0.3 = 1.2 m Tọa độ cọc x1 = x4 = x7 = -1.2m; x2 = x5 = x8 = 0m; x3 = x6 = x9 = 1.2m; suy ∑ 𝑥𝑖2 = × 1.22 = 8.64 𝑚2 y1 = y2 = y3 = 1.2m; y4 = y5 = y6 = 0m; y7 = y8 = y9 = -1.2m suy ∑ 𝑦𝑖2 = × 1.22 = 8.64 𝑚2 Kích thước đài cọc Bđ = 3m, Lđ = 3m SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM 6.2 Kiểm tra lại chiều sâu chôn móng 𝜑 × 𝑄𝑡𝑡 𝐷𝑓 = 1.6 ≥ ℎ𝑚𝑖𝑛 = 0.7 × tan(45° − ) × √ ′ 𝛾 × 𝐵đ = 0.7 × tan(45° − 29 2×1.2×20 )×√ 16.5×3 = 0.4 𝑚 (thỏa) 6.3 Hệ số nhóm cọc 𝐷 0.3 𝜃 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 ( ) = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 ( ) = 14 𝑆 1.2 ƞ=1−𝜃× (𝑛 − )𝑚 + (𝑚 − 1)𝑛 (3 − 1) × + (3 − 1) × = − 14 × = 0.79 90 𝑚 𝑛 90 × × 𝑄𝑛ℎó𝑚 = ƞ × 𝑛 × 𝑄𝑐𝑡𝑘 = 0.79 × × 186 = 1322 𝑘𝑁 > 𝑁 𝑡𝑡 = 1200 𝑘𝑁 Vậy cọc thỏa điều kiện sức chiu tải nhóm cọc Xác định tải trọng tác dụng lên đầu cọc N Q M 7.1 Tải trọng tác dụng lên đáy đài 𝑁đ𝑡𝑡 = 𝑁 𝑡𝑡 + 𝑊đ = 𝑁 𝑡𝑡 + 𝐵đ × 𝐿đ × ℎđ × 𝛾𝑡𝑏 = 1.2 × 1000 + × × 1.2 × 20 = 1416 𝑘𝑁 Với 𝛾𝑡𝑏 = 20 kN/m3 trọng lượng riêng trung bình bê tông phần đất đài 𝑣à 𝑀𝑡𝑡 = 1.2 × 100 = 120 𝑘𝑁 SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM 𝑀 = 𝑃𝑚𝑎𝑥 × ∑ 𝑥𝑖 = 182 × × 1.05 = 573 𝑘𝑁𝑚 𝛼𝑚 = 𝑀 573 = 0.008 = 𝛾𝑏 𝑅𝑏 𝑏ℎ0 0.9 × 14500 × × 1.352 𝜉 = − √1 − 2𝛼𝑚 = 0.008 Diện tích cốt thép 𝜉𝛾𝑏 𝑅𝑏 𝑏ℎ0 0.008 × 0.9 × 14500 × × 1.35 𝐴𝑠 = = = 1566 𝑚𝑚2 𝑅𝑠 270000 Chọn 14∅18 với khoảng cách a=200mm (𝐴𝑠 = 3556 𝑚𝑚2 ) 10.2.2 Tính cốt thép theo phương Y Tương tự phương X 10.3 Kiểm tra điều kiện chu vi bám cốt thép 𝑛𝑐 𝑃𝑚𝑎𝑥 × 182 𝜓= = = 569 0.9ƞℎ0 [𝜏𝑏á𝑚 ] 0.9 × 0.79 × 1.35 × [𝜏𝑏á𝑚 ] = (1.5 ÷ 2.5) theo TCVN 38:2005 Chu vi bám U = 14×3.14×18 = 791.28 > 𝜓 (thỏa) SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang 12 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM PHẦN 2: THIẾT KẾ MÓNG BĂNG Mã đề Kích thước nhịp (m) B3 L1 L2 L3 5.2 5.2 Mã đề tải trọng B3, Df = 2m Lực thẳng đứng chân cột 𝑁 𝑡𝑐 (kN) Lực cắt H (kN) Bìa trái Cột thứ Cột thứ Bìa phải 160 330 350 220 15 -15 -20 18 Mã đề địa chất Lớp đất Bề dày (m) Loại đất  (kN/m3) Độ ẩm W(%) C5 35 Á sét Sét 18.8 19.28 24 25.16 M (kNm) chiều (+) chiều kim đồng hồ 45 -47 -22 38 Độ sệt B GH dẻo GH Cc lỏng (kPa) 0.76 0.38 0.662 0.12 18.4 22.2 33.3 46.9 e0 17.6 38  E0 (kPa) 160 16027 4880 3800 Khảo sát địa chất 1.1 Lớp  Chỉ số dẻo Ip = WL -WP = 35.3 – 18.4 = 14.9 < 17  đất sét  Độ sệt 0.25 < B = 0.38 < 0.5  trạng thái dẻo cứng 1.2 Lớp  Chỉ số dẻo SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang 13 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM Ip = WL -WP = 46.9 – 22.2 = 24.7 > 17  đất sét  Độ sệt < B = 0.12 < 0.25  trạng thái nửa cứng Kiểm tra 2.1 Chọn sơ kích thước móng tải tiêu chuẩn  Chọn sơ dầm móng 𝐿𝑚𝑎𝑥 5.2 ℎ= = = (0.43 ÷ 0.86) 𝑚 → 𝑐ℎọ𝑛 ℎ = 0.8 𝑚 (6 ÷ 12) (6 ÷ 12) 𝑏= ℎ = (0.2 ÷ 0.4)𝑚 → 𝑐ℎọ𝑛 𝑏 = 0.4 𝑚 (2 ÷ 4) Chọn sơ bề rộng móng Bm=2m Chiều dài móng 𝐿𝑚 = 1.2 × + 5.2 × + = 16.8 𝑚  Trọng lượng móng khối quy ước 𝑊𝑞ư = 𝐵𝑚 × 𝐿𝑚 × 𝐷𝑓 × 𝛾𝑡𝑏 = × 16.8 × × 20 = 1344 𝑘𝑁 SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang 14 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM 𝑛 ∑ 𝑁 𝑡𝑐 = 𝑁1𝑡𝑐 + 𝑁2𝑡𝑐 + 𝑁3𝑡𝑐 + 𝑁4𝑡𝑐 = 160 + 330 + 350 + 220 = 1060 𝑘𝑁 𝑖=1 𝑛 ∑ 𝑀𝑡𝑐 = 𝑀1𝑡𝑐 + 𝑀2𝑡𝑐 + 𝑀3𝑡𝑐 + 𝑀4𝑡𝑐 = 45 − 47 − 22 + 38 = 14 𝑘𝑁𝑚 𝑖=1 𝑛 ∑ 𝐻 𝑡𝑐 = 15 − 15 − 20 + 18 = −2 𝑘𝑁 𝑖=1 2.2 Dời lực trọng tâm đáy móng 𝑛 ∑ 𝑁 𝑡𝑐 = 𝑁1𝑡𝑐 + 𝑁2𝑡𝑐 + 𝑁3𝑡𝑐 + 𝑁4𝑡𝑐 = 160 + 330 + 350 + 220 = 1060 𝑘𝑁 𝑖=1 ∑ 𝑀𝑡𝑐 = 𝑀 𝑐ℎâ𝑛 𝑐ộ𝑡 + 𝑀 𝑑𝑜 𝑑ờ𝑖 𝑙ự𝑐 𝑁 + 𝑀 𝑑𝑜 𝑑ờ𝑖 𝑙ự𝑐 𝐻 𝑛 𝑛 𝑡𝑐 𝑛 = ∑ 𝑀 + ∑ 𝑁 × 𝑑𝑖 + ∑ 𝐻 𝑡𝑐 × ℎ = 14 𝑖=1 𝑡𝑐 𝑖=1 𝑖=1 + (−160 × 7.2 − 330 × + 350 × 3.2 + 220 × 7.2) + (−2) × = 904 𝑘𝑁𝑚 ∑ 𝑀𝑡𝑡 = 1.2 × 904 = 1085 𝑘𝑁𝑚 2.3 Cường độ đất đáy móng 𝑅𝑡𝑐 = (𝐴𝐵𝑚 𝛾𝐼𝐼′ + 𝐵𝐷𝑓 𝛾𝐼𝐼 + 𝐷𝑐) 𝐴 = 0.36  𝜑 = 16° tra bảng ta {𝐵 = 2.43 𝐷=5  Dung trọng đẩy bình quân lớp đất đáy móng (18.8 − 10) × (8 − 2) + (19.28 − 10) × 35 𝛾𝐼𝐼′ = = 9.2 𝑘𝑁/𝑚3 + 35  Dung trọng lớp đất đáy móng 𝑘𝑁 𝛾𝐼𝐼 = 18.8 𝑚 𝑡𝑐 ( 𝑅 = 0.36 × × 9.2 + 2.43 × × 18.8 + × 17.6) = 186 𝑘𝑃𝑎 SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang 15 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM 2.4 Áp lực đáy móng Độ lệch tâm e ∑ 𝑀𝑡𝑐 904 𝐿𝑚 𝑒= = = 0.38 𝑚 < = 2.8𝑚 𝑡𝑐 ∑ 𝑁 + 𝑊𝑞ư 1060 + 1344 Lệch tâm nhỏ 𝑡𝑐 𝑃𝐦𝐚𝐱 = 𝑡𝑐 𝑃𝐦in = 𝑡𝑐 𝑃𝑡𝑏 = ∑ 𝑁 𝑡𝑐 + 𝑊𝑞ư 𝐹 ∑ 𝑁 𝑡𝑐 + 𝑊𝑞ư 𝐹 + ∑ 𝑀𝑡𝑐 ∑ 𝑁 𝑡𝑐 + 𝑊𝑞ư 6𝑒 = × (1 + ) 𝑊 𝐹 𝐿𝑚 = 1060 + 1344 × 0.38 ) = 81 𝑘𝑃𝑎 × (1 + × 16.8 16.8 − ∑ 𝑀𝑡𝑐 ∑ 𝑁 𝑡𝑐 + 𝑊𝑞ư 6𝑒 = × (1 − ) 𝑊 𝐹 𝐿𝑚 = 1060 + 1344 × 0.38 ) = 62 𝑘𝑃𝑎 × (1 − × 16.8 16.8 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝑃𝐦𝐚𝐱 + 𝑃𝐦in 81 + 62 = = 72 𝑘𝑃𝑎 2 𝑡𝑐 𝑃𝐦𝐚𝐱 < 1.2 × 𝑅𝑡𝑐 = 233 kPa 𝑡𝑐 𝑃𝐦in >0 { 𝑡𝑐 𝑃𝑡𝑏 < 𝑅 𝑡𝑐 Vậy thỏa điều kiện ổn định 2.5 Kiểm tra cường độ (TTGH 1) 2.5.1 Áp lực tính toán ∑ 𝑁 𝑡𝑡 + 𝑊𝑞ư ∑ 𝑀𝑡𝑡 1.2 × 1060 + 1344 𝑡𝑡 𝑃𝐦𝐚𝐱 = + = + 𝐹 𝑊 × 16.8 1085 = 90 𝑘𝑃𝑎 16.82 2× 2.5.2 Sức chịu tải giới hạn 𝑞𝑢𝑙𝑡 = 0.5𝛾′𝐵𝑚 𝑁𝛾 𝑠𝛾 𝑏𝛾 𝑖𝛾 𝑑𝛾 𝑔𝛾 + 𝛾𝐷𝑓 𝑁𝑞 𝑠𝑞 𝑏𝑞 𝑖𝑞 𝑑𝑞 𝑔𝑞 + 𝑐𝑁𝑐 𝑠𝑐 𝑏𝑐 𝑖𝑐 𝑑𝑐 𝑔𝑐 𝑁𝛾 =  𝜑 = 16° tra bảng ta { 𝑁𝑞 = 𝑁𝑐 = 14  Dung trọng lớp đất đáy móng 𝛾 ′ = 18.8 − 10 = 8.8 𝑘𝑁/𝑚3 SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang 16 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM  Dung trọng đáy móng 𝛾 = 18.8 𝑘𝑁/𝑚3 𝑞𝑢𝑙𝑡 = 0.5 × 8.8 × × × 1.2 + 18.8 × × + 17.6 × 14 = 412 𝑘𝑃𝑎 2.5.3 Sức chịu tải an toàn 𝑞𝑢𝑙𝑡 412 𝑡𝑡 𝑞𝑎 = = = 236 𝑘𝑁 > 𝑃𝐦𝐚𝐱 𝐻𝑆𝐴𝑇 1.75 Vậy thỏa điều kiện cường độ Kiểm tra lún Chia lớp đất thành phân tố có bề dày ℎ𝑖 = 𝐵𝑚 2÷5 = (0.4 ÷ 1) → 𝑐ℎọ𝑛 ℎ𝑖 = 1𝑚 3.1 Áp lực thân 𝜎0𝑏𝑡 = 𝛾 ′ × ℎ𝑚 = 8.8 × = 17.6 𝑘𝑃𝑎 𝜎𝑛𝑏𝑡 = 𝜎0𝑏𝑡 + 𝛾 ′ × 𝑍𝑖 Vị trí Z (m) 𝜎𝑛𝑏𝑡 (kPa) 0 17.6 1 26.4 2 35.2 3 44 4 52.8 5 62 4 0.31 17 5 2.5 0.25 14 3.2 Áp lực gây lún 𝑔𝑙 𝑡𝑐 𝜎0 = 𝑃𝑡𝑏 − 𝛾 ′ × ℎ𝑚 = 72 − 8.8 × = 55 𝑘𝑃𝑎 𝑔𝑙 𝑔𝑙 𝜎𝑛 = 𝜎0 × 𝐾0 Vị trí Z(m) Z/B (m) K0 𝑔𝑙 𝜎𝑛 (kPa) 0 55 1 0.5 0.82 45 2 0.55 30 3 1.5 0.4 22 𝑔𝑙 Dừng tính lún vị trí thứ 𝜎5𝑏𝑡 = 62 > 5𝜎5 = × 14 = 60 𝑘𝑃𝑎 SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang 17 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM 55 17.6 26.4 45 35.2 44 52.8 62 30 22 17 14 3.3 Độ lún 𝛽0 0.8 55 14 𝑠 = ∑ 𝜎𝑔𝑙 × ℎ𝑖 = × × ( + 45 + 30 + 22 + 17 + ) = 0.024𝑚 𝐸0 4880 2 = 2.4 𝑐𝑚 < [𝑠] = 𝑐𝑚 (𝑡ℎỏ𝑎) Tính nội lực dầm móng Áp lực tính toán đáy móng độ lệch tâm ∑ 𝑀𝑡𝑡 904 𝐿𝑚 = = 0.85 𝑚 < = 2.8𝑚 𝑡𝑡 ∑𝑁 1060 ∑ 𝑁 𝑡𝑡 ∑ 𝑀𝑡𝑡 1.2 × 1060 1085 𝑡𝑡 𝑃𝐦𝐚𝐱 = + = + = 49.4 𝑘𝑃𝑎 16.82 𝐹 𝑊 × 16.8 2× 𝑡𝑡 𝑡𝑡 ∑ ∑ 𝑁 𝑀 1.2 × 1060 1085 𝑡𝑡 𝑃𝑚𝑖𝑛 = − = − = 26.3 𝑘𝑃𝑎 16.82 𝐹 𝑊 × 16.8 2× Phương pháp móng băng đàn hồi 𝑒= SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang 18 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM 4.1 Chọn vật liệu cho móng  Móng đúc bê tông B25 có Rbt = 1.05 MPa, Rb = 14.5Mpa, E=30×103Mpa =30×106 kN/m2  Cốt thép loại CII, có cường độ chịu kéo cốt thép dọc Rs = 280 Mpa  Cốt thép loại CII, có cường độ chịu nén cốt thép dọc Rsc = 280 Mpa  Hệ số vượt tải n = 1.15  γtb đất bê tông: 20 kN/m3  Chọn sơ dầm móng 𝐿𝑚𝑎𝑥 5.2 ℎ= = = (0.43 ÷ 0.86) 𝑚 → 𝑐ℎọ𝑛 ℎ = 0.8 𝑚 (6 ÷ 12) (6 ÷ 12) 𝑏𝑏 = ℎ = (0.2 ÷ 0.4)𝑚 → 𝑐ℎọ𝑛 𝑏𝑏 = 0.4 𝑚 (2 ÷ 4) Chọn sơ bề rộng móng b=Bm=2m Chọn sơ ℎ𝑏 = 0.45 𝑚, ℎ𝑎 = 0.3 𝑚 4.2 Chọn số lượng lò xo độ cứng lò xo Bài toán mô đàn hồi với 43 lò xo móng chia thành 42 phần tử đoạn Khoảng cách đoạn lò xo dài 0.4m Riêng xo thứ 43 khoảng cách từ biên móng tới lò xo 0.2m Hệ số 𝐶𝑧 = SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ 𝜎𝑔𝑙 𝜎𝑔𝑙 55 = = = 2291.6 (𝐾𝑁/𝑚3 ) 𝑆𝑙ú𝑛 𝑆𝑙ú𝑛 0.024 MSSV: 1251022091 trang 19 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM Độ cứng lò xo 𝐾 = 𝐶𝑧 × 𝐴 Hình vẽ thể mặt đất bề mặt đáy móng băng : Như độ cứng lò xo là: 𝑎 0.4 2 K1 = K43= 𝐶𝑧 × × 𝑏 = 2291.6 × × = 916.6 (KN/m) K2 = K3 =…… = K42 =𝐶𝑧 × 𝑎 × 𝑏 = 2291.6 × 0.4 × = 1833.3 (KN/m) Biểu đồ moment Biểu đồ lực cắt SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang 20 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM Tính bố trí cốt thép Cắt dải móng mét theo phương chiều dài, xem sơ đồ dầm hẫng, bề rộng 1mét ngàm mặt hông dầm móng Áp lực tính toán phân bố hướng từ lên pttnet Từ biểu đồ moment cho ta giá trị Mgối2= 37.9 kNm, M gối3= 243.49kNm, M gối4= 190.46 kNm, M gối5= 24.46 kNm Mnhịp1=16.69 kNm, Mnhịp2= -49.66 kNm, Mnhịp3= -72.91 kNm, Mnhịp4= -92.52kNm, Mnhịp5=31.27 kNm Từ biểu đồ lực cắt cho ta giá trị Qmax= 194 kN 5.1 Tính toán cốt thép chịu lực dầm móng h0b = h – a = 0.8 – 0.05 = 0.75(m) Xác định vị trí trục trung hòa 𝑀𝑓 = 𝛾𝑏 × 𝑅𝑏 × 𝑏 × ℎ𝑎 × (ℎ𝑜 − 0.5 × ℎ𝑎 ) 𝑀𝑓 = × 14.5 × 103 × × 0.3 × (0.75 − 0.5 × 0.3) = 5220 𝐾𝑁𝑚 So sánh Mf với tất giá trị Momen nhịp gối xuất từ biểu đồ Sap2000 Ta kết luận Mf>Mmax (của gối nhịp)  trục trung hòa qua cánh, tính theo tiết diện hình chữ nhật SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang 21 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM 5.1.1 Tính toán thép số (thép nhịp) 𝜔 = 0.85 − 0.008𝛾𝑏 𝑅𝑏 = 0.85 − 0.008 × × 14.5 = 0.734 𝜉𝑅 = 𝜔 1+ 𝜎𝑠𝑟 𝜔 (1 − ) 𝜎𝑠𝑐𝑢 1.1 = 0.734 = 0.6 280 0.734 (1 ) 1+ − 400 1.1 α𝑅 = 𝜉𝑅 (1 − 0.5𝜉𝑅 ) = 0.42 Tính thép với tiết diện hình chữ T lật ngược.Vì moment nhịp nhỏ phải đảm bảo hàm lượng thép nên ta chọn moment nhịp lớn để tính bố trí thép cho tất nhịp max Mf > Mnhịp = 92.52 kNm ⟹ tiết diện tính hình chữ nhật có kích thước: 2×0.8 𝑀 92.52 × 106 𝛼𝑚 = = = 0.0057 < 𝛼𝑅 𝛾𝑏 × 𝑅𝑏 × 𝑏 × ℎ02 × 14.5 × 2000 × 7502 𝜉 = − √1 − × 𝛼𝑚 = − √1 − × 0.0057 = 0.005 < 𝜉𝑅  Diện tích cốt thép mặt cắt: 𝐴𝑠 = 𝜉×𝛾𝑏 ×𝑅𝑏 ×𝑏×ℎ0 𝑅𝑠 = 0.005×1×14.5×2000×750 280 = 441 (𝑚𝑚2 ) Chọn thép : As= 942(mm2) = 3∅20  Hàm lượng thép 𝜇= 𝐴𝑠 942 × 100 = × 100 = 0.063% 𝑏 × ℎ0 2000 × 750 0.05 % ≤ 𝜇 ≤ 𝜇𝑚𝑎𝑥 = 𝜉𝑅 𝛾𝑏 𝑅𝑏 = 2.95% 𝐴𝑠  Kiểm tra khả chịu lực cấu kiện: R s As 280 × 942 ξ= = = 0.012 γb R b bh0 × 14.5 × 2000 × 750 αm = ξ( − 0.5ξ ) = 0.012 × (1 − 0.5 × 0.012) = 0.012 [M] = αm γb R b bh0 = 0.012 × × 14.5 × 2000 × 7502 = 196 kNm [𝑀] < 𝑀 đạt yêu cầu Vậy ta dùng 3∅20 để bố trí cho thép nhịp 1, 2, 3, 4, SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang 22 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM 5.1.2 Tính toán thép số (thép gối) Tính thép với tiết diện hình chữ T lật ngược.Vì moment gối nhỏ phải đảm bảo hàm lượng thép nên ta chọn moment nhịp lớn để tính bố trí thép cho tất nhịp max Mf > Mgối = 243.49 kNm ⟹ tiết diện tính hình chữ nhật có kích thước: 2×0.8 𝑀 243.49 × 106 𝛼𝑚 = = = 0.015 < 𝛼𝑅 𝛾𝑏 × 𝑅𝑏 × 𝑏 × ℎ02 × 14.5 × 2000 × 7502 𝜉 = − √1 − × 𝛼𝑚 = − √1 − × 0.015 = 0.015 < 𝜉𝑅  Diện tích cốt thép mặt cắt: 𝐴𝑠 = 𝜉×𝛾𝑏 ×𝑅𝑏 ×𝑏×ℎ0 𝑅𝑠 = 0.015×1×14.5×2000×750 280 = 1165 (𝑚𝑚2 ) Chọn thép : As= 1257(mm2) = 4∅20  Hàm lượng thép 𝜇= 𝐴𝑠 1257 × 100 = × 100 = 0.084% 𝑏 × ℎ0 2000 × 750 0.05 % ≤ 𝜇 ≤ 𝜇𝑚𝑎𝑥 = 𝜉𝑅 𝛾𝑏 𝑅𝑏 = 2.95% 𝐴𝑠  Kiểm tra khả chịu lực cấu kiện: R s As 280 × 1257 ξ= = = 0.016 γb R b bh0 × 14.5 × 2000 × 750 αm = ξ( − 0.5ξ ) = 0.01 × (1 − 0.5 × 0.01) = 0.016 [M] = αm γb R b bh0 = 0.016 × × 14.5 × 2000 × 9502 = 261 kNm [𝑀] < 𝑀 đạt yêu cầu Vậy ta dùng 4∅20 để bố trí cho thép gối 2, 3, 4, Tại gối 5, để tiết kiệm thép, ta tiến hành cắt thép (Cắt 2∅20) Vị trí cắt thép phải tuân thủ điều kiện : nằm khoảng L⁄4 tính từ trục khoảng cách vị trí cắt phải lớn h 0⁄2 SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang 23 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG Gối GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM Vị trí cắt cách gối (mm) Bên trái gối 2: 300 Bên phải gối 2: 1300 Bên trái gối 5: 1000 Bên phải gối 5: 300 5.1.3 Tính cốt đai số Lực cắt lớn dầm móng Q max = 194 kN  Kiểm tra điều kiện tính toán φb3 (1 + φf + φn )γb R bt bh0 = 0.6 × (1 + + 0) × × 1.05 × 10−6 × 2000 × 9502 = 1137 kN Q max < φb3 (1 + φf + φn )γb R bt bh0 ⇒ Bê tông đủ khả chịu lực cắt  Chọn cốt đai ϕ8 (h>800mm), số nhánh cốt đai n = Trên đoạn dầm gần gối tựa (đoạn L/4) s = 150 mm Trên đoạn dầm nhịp (đoạn L/2) sct = 200 mm Để đảm bảo cốt đai chịu lực bao trùm hết vết nứt nghiêng, ta phải bố trí đoạn cốt đai chịu lực đầu dầm lớn h0 = 750 mm ° 45 s h SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ s MSSV: 1251022091 trang 24 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM 5.1.4 Tính thép số tt pmax (net)  Phản lực ( tính bề rộng 1m ) tt b − bb 2 − 0.4 ) 1m = × 37.8 × ( ) 1m M = pmax net ( 2 2 = 12 kNm  Diện tích cốt thép M 12 × 106 As = = = 106 mm2 → 𝑞𝑢á 𝑛ℎỏ 0.9R s hb0 0.9 × 280 × 450 Vậy chọn ϕ12 a 150 5.1.5 Tính thép số Chọn ϕ12 a 200 5.1.6 Tính thép số Chọn 2ϕ12 SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang 25 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM 5.2 SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ MSSV: 1251022091 trang 26