đồ án nền móngmóng băng

Đờ Án Nền Móng Dựng Khoa Kỹ Tḥt Xây PHẦN I : THIẾT KẾ MĨNG BĂNG A THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 1A Khối lượng khảo sát gồm hố khoan, hố sâu 15m : HK1, HK2, HK3 Nền đất cấu tạo lớp đất có trạng thái sau  Mực nước ngầm độ sâu HK2 = -4.0 m so với mặt đất hiện hữu  Lớp đất số Tại HK1 là bê tơng, đá 4x6 và đất cát có bề dày 0.5m Tại HK2, HK3 là lớp cát mịn lẫn đất bột, màu xám – trạng thái bời rời, có bề dày 0.6m  Lớp đất số Sét pha nhiều cát, màu xám/ xám nhạt đến nâu vàng nhạt, độ dẻo trung bình, trạng thái từ mềm đến dẻo mềm, chia thành lớp - Lớp 2a : trạng thái mềm  Độ ẩm : W = 21.4 %  Trọng lượng tự nhiên : γw = 18.85 kN/m3  Sức chịu nén đơn : Qu = 121.1 kN/m2  Lực dính đơn vị : c = 15.1 kN/m2  Góc ma sát : φ = 1430’ - Lớp 2b : trạng thái dẻo mềm  Độ ẩm : W = 20.1 %  Trọng lượng tự nhiên : γw = 19.17 kN/m3  Lực dính đơn vị : c = 24.1 kN/m2  Góc ma sát : φ = 17  Lớp đất số Sét pha cát lẫn sỏi sạn laterite, màu nâu đỏ/ xám trắng, độ dẻo trung bình, trạng thái dẻo mềm đến cứng, gồm lớp 3a và 3b: - Lớp 3a : trạng thái dẻo mềm  Độ ẩm : W = 20.1 %  Trọng lượng tự nhiên : γw = 19.72 kN/m3  Lực dính đơn vị : c = 25.5 kN/m2  Góc ma sát : φ = 1330’  Lớp đất số Cát vừa lẫn bột và sỏi sạn, màu xám trắng vân nâu vàng nhạt, trạng thái bời rời đến chặt vừa:    Độ ẩm Trọng lượng tự nhiên Trọng lượng đẩy SV: LÊ TRUNG DŨNG Trang : W = 25.7 % : γw = 18.6kN/m3 : γ’ = 9.25kN/m3 Đờ Án Nền Móng Dựng Khoa Kỹ Tḥt Xây Lực dính đơn vị : c = 2.5 kN/m2 Góc ma sát : φ = 27  Lớp đất số Sét lẫn bột và cát, màu nâu đỏ nhạt vân xám trắng, độ dẻo cao, trạng thái cứng  Độ ẩm : W = 25.1 %  Trọng lượng tự nhiên : γw = 19.82 kN/m3  Trọng lượng đẩy : γ’ = 9.95kN/m3  Sức chịu nén đơn : Qu = 206 kN/m2  Lực dính đơn vị : c = 29 kN/m2  Góc ma sát : φ = 15   B THIẾT KẾ MĨNG BĂNG SƠ ĐỒ MĨNG BĂNG VÀ SỐ LIỆU TÍNH TỐN 1.1 Sơ Đờ Tính Toán SV: LÊ TRUNG DŨNG Trang Đờ Án Nền Móng Dựng 1.2 Khoa Kỹ Tḥt Xây Số Liệu Tính Toán - Giá trị tính tốn Trục A B C D E - Lực dọc Ntt Mơmen Mtt Lực ngang Htt (kN) 754 753 807 613 790 (kNm) 114 68 97 93 70 (kN) 177 220 200 133 170 Lực dọc Ntt Mơmen Mtt Lực ngang Htt (kN) 655.7 654.8 701.7 533.0 687.0 (kNm) 99.1 59.1 84.3 80.9 60.9 (kN) 153.9 191.3 173.9 115.7 147.8 Giá trị tiêu chuẩn (Atc = Att / n ; n = 1.15) Trục A B C D E Qui ước: + Lực hướng sang phải là lực dương (+) + Moment cùng chiều kim đồng hồ là dương (+) 1.3 Các Chỉ Tiêu Cơ Lý Của Đất   Độ sâu mực nước ngầm : -4 m Trọng lượng riêng nước : γn = 10 kN/m3  SV: LÊ TRUNG DŨNG Trang Đờ Án Nền Móng Dựng 1.4 - - Bê tơng B20 Rb = 11.5 MPa Rbt = 0.9 MPa Eb = 27103 MPa Thép CI ( ϕ 10 ) và CII ( ϕ > 10 ) RsI = 225 MPa ; RsII = 280 MPa RswI = 175 MPa ; RswII = 225 MPa Es = 21104 MPa Trọng lượng trung bình giữa bê tơng và đất γtb = 22 kN/m3 Hệ số vượt tải n = 1.15 CHỌN ĐỢ SÂU CHƠN MĨNG Df - Chọn Vật Liệu - Khoa Kỹ Tḥt Xây Đáy móng nên đặt đất tốt, tránh đặt lên rễ cây, lớp đất đắp hoặc đất q yếu Chiều sâu chơn móng Df = 2.5 m XÁC ĐỊNH SƠ BỢ KÍCH THƯỚC MĨNG - Chiều dài đầu thừa: La=Lb= (lấy bằng 1.5 m) Tổng chiều dài móng băng L = 1.5×2 + 4×2 + 6×2 = 23 m Chọn sơ bề rộng móng B = 1m Chọn sơ chiều cao móng: + Chiều cao dầm móng: Chọn hs = 0.8 m + Chọn chiều cao cánh móng Ha = 300 ≥ 200 mm + F Nttmax/ Rb = 807×103/11.5 = 70173 mm2  bc = 360 mm bs = bc+0.1m = 460 hb = hc + = 300 + = 390 mm SV: LÊ TRUNG DŨNG Trang Đờ Án Nền Móng Dựng Khoa Kỹ Tḥt Xây 3.1 Điều kiện ổn định của đất , , : áp lực tiêu chuẩn trung bình, cực đại và cực tiểu - Khoảng cách từ điểm đặt đến trọng tâm đáy móng (móng đối xứng) - Tổng tải trọng : - Tải trọng tiêu chuẩn - Sức chịu tải tiêu chuẩn đất đáy móng : hệ số điều kiện làm việc đất và cơng trình : hệ số độ tin cậy kN/m2 γ = γ2a = 18.85 kN/m3 c = c2a = 15.1 kN/m2 - Xác định sơ diện tích đáy móng Chọn b = m - Kiểm tra điều kiện ổn định 3.2 Điều kiện cường độ Áp lực đáy móng SV: LÊ TRUNG DŨNG Trang Đờ Án Nền Móng Dựng Khoa Kỹ Tḥt Xây - Áp lực tính tốn cực đại : - Sức chịu tải cực hạn và cho phép đất đáy móng: c = c2a = 11 kN/m2 γ = γ2a = 17.97 kN/m3 q = γ*Df = 46.143 kN/m2 (Thỏa) 3.3 Điều kiện biến dạng (lún) - s ≤ [s] Độ lún cho phép [s] : phụ thuộc vào mức độ siêu tĩnh cơng trình, nhà bê tơng cốt thép đổ toàn khối [s] = cm Áp lực gây lún - Độ lún -   Chia lớp đất đáy móng thành lớp nhỏ hi = 0.5 m Áp lực ban đầu (do trọng lượng thân lớp đất) giữa lớp đất i  Áp lực giữa lớp đất i sau xây móng phụ thuộc vào tỉ số và  Chọn mẫu đất tính lún - Lớp 2b chọn mẫu 2-3 (độ sâu 3.0-3.5 m) để tính lún từ 2.5 – 4.5m P (kN/m2) 25 50 100 200 400 800 Hệ số rỗng e 0.846 0.82 0.795 0.764 0.729 0.686 0.631 Biểu đồ quan hệ e – p - Lớp 3b chọn mẫu 3-5 (độ sâu 5.0 – 5.5 m) để tính lún từ 4.5 – 5.5 m SV: LÊ TRUNG DŨNG Trang Đờ Án Nền Móng Dựng Khoa Kỹ Tḥt Xây P (kN/m2) 25 50 100 200 400 800 Hệ số rỗng e 0.756 0.738 0.72 0.694 0.66 0.623 0.577 Biểu đồ quan hệ e – p - Lớp 4a chọn mẫu 1-5 (độ sâu 1.5 – 2.0 m) để tính lún từ 5.5 – 6.5 m P (kN/m2) 25 50 100 200 400 800 Hệ số rỗng e 0.804 0.788 0.77 0.747 0.722 0.689 0.651 Biểu đồ quan hệ e – p - Lớp 4b chọn mẫu 2-7 (độ sâu 7.0 – 7.5 m) để tính lún từ 6.5 – 9.5 m P (kN/m2) 25 50 100 200 400 800 Hệ số rỗng e 0.691 0.671 0.659 0.641 0.619 0.593 0.563 Biểu đồ quan hệ e – p - Lớp chọn mẫu 1-11 (độ sâu 11.0 – 11.5 m) để tính lún từ 9.0-10 m P (kN/m2) 25 50 100 200 400 800 Hệ số rỗng e 0.612 0.596 0.58 0.563 0.541 0.517 0.488 Biểu đồ quan hệ e – p SV: LÊ TRUNG DŨNG Trang  Bảng tính lún móng băng Lớ p đất Lớp pt Bề dày (m) γ (kN/m3) Độ sâu (m) Z (m) Z thực (m) 2b 0.5 18.18 2.5 – 3.0 0.25 2.75 2b 0.5 18.18 3.0 – 3.5 0.75 3.25 2b 0.5 18.18 3.5 – 4.0 1.25 3.75 2b 0.5 9.10 4.0 – 4.5 1.75 4.25 3b 0.5 10.81 4.5 – 5.0 2.25 4.75 3b 0.5 10.81 5.0 – 5.5 2.75 5.25 0.5 9.28 5.5 – 6.0 3.25 5.75 0.5 9.28 6.0 – 6.5 3.75 6.25 0.5 9.87 6.5 – 7.0 4.25 6.75 10 0.5 9.87 7.0 – 7.5 4.75 7.25 11 0.5 9.87 7.5 – 8.0 5.25 7.75 12 0.5 9.87 8.0 – 8.5 5.75 8.25 13 0.5 9.87 8.5 – 9.0 6.25 8.75 SV: LÊ TRUNG DŨNG Trang l/b 7.02 7.02 7.02 7.02 7.02 7.02 7.02 7.02 7.02 7.02 7.02 7.02 7.02 z/b 0.0625 0.1875 0.3125 0.4375 0.5625 0.6875 0.8125 0.9375 1.0625 1.1875 1.3125 1.4375 1.5625 K0i 0.99 0.98 0.93 0.85 0.77 0.70 0.63 0.57 0.52 0.47 0.44 0.40 0.37 σgl i (kN/m2) 5×σgli >p1i p1i (kN/m2) p2i (kN/m2) 65.596 True 50.688 116.284 64.395 True 59.778 124.173 61.084 True 68.868 129.952 56.311 True 77.958 134.269 51.105 True 85.206 136.310 46.129 True 90.611 136.739 41.660 True 95.633 137.293 37.756 True 100.273 138.029 34.379 True 105.061 139.439 31.461 True 109.996 141.456 28.930 True 114.931 143.861 26.724 True 119.866 146.590 24.788 False 124.801 149.588 e1i 0.800 0.794 0.788 0.782 0.701 0.698 0.762 0.760 0.644 0.642 0.641 0.639 0.638 e2 Si (cm) 0.7622 1.0710 0.7586 1.0021 0.7560 0.9101 0.7542 0.8056 0.6754 0.7692 0.6752 0.6898 0.7551 0.1975 0.7550 0.1691 0.6343 0.3001 0.6338 0.2700 0.6332 0.2437 0.6325 0.2208 0.6317 0.2007 ΣSi = 6.85 - Sau phân chia đến lớp đất thứ 13, ta có - Ta tính thêm vài lớp phân tố để số liệu thêm chắn Tổng độ lún Bài tốn thỏa mãn điều kiện độ lún cho phép 3.4 Kiểm Tra Xun Thủng - Với số liệu kích thước móng sau: Chiều cao móng : h = 0.8 m Bề rộng móng :B=4m Bề rộng cột : bc = 0.36 m Bề rộng dầm móng : bs = 0.46 m Chiều cao cánh móng : = 0.3 m Chiều cao móng: hb  Dựa vào điều kiện khơng đặt cốt đai (mục 6.2.3.4 – TCXD 356 : 2005) Vế phải khơng lấy lớn và khơng nhỏ  Để an toàn bê tơng nặng – xét đến ảnh hưởng lực dọc kéo, nén, móng khơng có lực dọc nên lấy  Xét 1m bề rộng móng bs Q hb t pmax (net) B SV: LÊ TRUNG DŨNG 1m Trang Chọn Và chọn chiều dày lớp bê tơng bảo vệ đáy móng a = 0.05 m * Kiểm tra xun thủng dầm móng: Xét mặt cắt ngang dài 1m có lực phản lực lớn Pxt =pttmax.sxt = pttmax × [B-(h0×2+bs)]× = 65.4×[4-(0.35×2+0.46)]× = 92.87 KN Pcx = ¾[Rk.Smặt tháp xun] = ¾[0.9×103×0.35] = 202.5 KN Pcx > Pxt  Thỏa điều kiện xun thủng * Kiểm tra xun thủng cột đầu dầm móng: hm Phạm vò tính toán xuyên thủng (Xác đònh theo diện truyền tải) Bm Cột biên ptt L 1/ L 1/ L1/ L1 L0 Phần diện tích áp lực đất tác dụng lên đáy móng gây xuyên thủng Bm SV: LÊ TRUNG DŨNG Trang 10 L0 - Để đảm bảo an toàn, xét phản lực lớn - Xem xét xun thủng đoạn móng (1.5+ ) x m ptt = Pxt = ptt.sxt =77.7×[]= 220.67 KN Pcx = ¾[Rk.Smặt tháp xun] = ¾[0.9×103×0.35×3.7] = 874.13 KN Pcx > Pxt  Thỏa điều kiện xun thủng Kiểm Tra Điều Kiện Chống Trượt FS trượt = [FS]max (hệ số tin cậy [FS]max = (1,2-1,5)) 3.5 ∑ Fgây trượt = Hx + Ea × B = Hx + ×γ×H2×tg2(45˚- )×B = 12 + ×17.97×2.52×tg2(45˚- )×4 = 159.3 KN - ∑ Fchống trượt = ( + ca) × B × L = [( tan + ca)] × B × L = [( tan12˚ + 11)] × × 28.1 = 2796.78 KN Vậy móng đảm bảo khơng bị trượt -  Kết ḷn: Móng thỏa tất cả các điều kiện được xét đến XÁC ĐỊNH NỢI LỰC TRONG DẦM MĨNG - - Xét độ mảnh = = 8.84 < 10 E0: Modul biến dạng đất Xét mẫu – 3: P1 = 100 KN/m3  e1 = 0.764 P2 = 200 KN/m3  e2 = 0.729 E0 = mk= = 12097 KPa E : Modul đàn hồi vật liệu làm móng l1: ½ chiều dài làm móng mk: hệ số điều chỉnh (lấy bảng 2.10, sách hướng dẫn Đồ án)  Móng có độ cứng tương đối Để xác ta tính dầm móng với hệ số đất Xác định hệ số K1, K2, K3, …, Kn  Hệ số theo phương đứng – độ lún đàn hồi lấy bằng 0.3 lần độ lún tổng SV: LÊ TRUNG DŨNG Trang 11  Hệ số a – khoảng chia giữa nút dầm tính tốn bằng SAP Chọn a = 0.1 m - Qui đổi tiết diện chữ nhật: A= Chiều cao trọng tâm Y: S = S1×y1 + 2×S2×y2 + 2×S3×y3 = 0.3655 m3  Y = = 0.22744m 230 mm - Tính Moment qn tính: J = J1 + 2×J2 + 2×J3 = 0.0489 J1= J2= J3=  0.5274 m Vậy tính toán Móng băng với tiết diên chữ nhật qui đổi B × H = × 0.5274 m SV: LÊ TRUNG DŨNG Trang 12 Kết quả sau chạy SAP: Biểu đồ lực cắt - Vị trí 1- 1+ 3- 3+ 5- 5+ 7- 7+ 9- 9+ 11- 11+ x 1.5 1.6 5.9 11.1 11.2 17 17.1 22.2 22.3 26.6 22.3 Q (KN) -448.101 632.65 -576.731 639.81 -618.419 668.823 -666.033 625.37 -621.449 563.23 -657.418 563.235 Biểu đồ mơmen Vị x 1.5 M 435.72 trí 3.7 5.9 -276.116 468.03 8.5 11.1 -360.795 565.47 10 14.1 16.9 -428.907 495.20 11 10 11 19.7 22.1 24.3 26.5 -392.902 333.42 -306.235 382.036 TÍNH TỐN CỐT THÉP TRONG MĨNG Xác định vị trí trục trung hòa Ta có (ở gối và nhịp), trục trung hòa qua cánh cho tất trường hợp SV: LÊ TRUNG DŨNG Trang 13 5.1 Thanh thép số - Dùng mơmen mặt cắt 2-2, 4-4, 6-6,8-8, 10-10 để tính tốn thép Tiết diện là hình chữ T ngược, trục trung hòa qua cánh nên tiết diện tính tốn là tiết diện hình chữ nhật lớn b × h = × 0.8 m Tính tốn thép cho mặt cắt 2-2  Chọn h0 = 750 mm  Tính và ξ  Tính diện tích cốt thép  Chọn thép 3ϕ28 có As chọn = 1847 mm2 , Hàm lượng thép  (thỏa)  - Tính khả chịu lực Bảng tính tốn thép số Mặt cắt Mơmen (kNm) αm ξ As (mm2) Chọn thép As chọn (mm2) μ (%) [M] 2-2 276.116 0.0119 0.0119 1323 3ϕ28 1847 0.062 377 4-4 360.795 0.0155 0.0156 1732 3ϕ28 1847 0.062 377 6-6 428.907 0.0184 0.0186 2062 3ϕ28 & 1ϕ20 2161 0.072 443 8-8 392.902 0.0169 0.0170 1887 3ϕ28 & 1ϕ20 2161 0.072 443 10-10 306.235 0.0132 0.0132 1468 3ϕ28 1847 0.062 377 SV: LÊ TRUNG DŨNG Trang 14 5.2 Thanh thép số - Dùng mơmen mặt cắt 1-1, 3-3, 5-5, 7-7, 9-9, 11-11 để tính tốn thép Tiết diện b × h = 0.46 × 0.8 m Tính tốn thép: tương tự mục 5.1 Bảng tính tốn thép số ξ As (mm2 ) Chọn thép As chọn (mm2) μ (%) [M] 0.1627 0.1787 2278 3ϕ28 & 1ϕ25 2338 0.678 438 468.03 0.1748 0.1935 2467 3ϕ28 & 2ϕ20 2476 0.718 462 5-5 565.47 0.2111 0.2399 3060 5ϕ28 3079 0.892 556 7-7 495.20 0.1849 0.2062 2629 3ϕ28 & 2ϕ25 2829 0.820 518 9-9 333.428 0.1245 0.1334 1701 3ϕ28 1847 0.535 353 11-11 382.036 0.1427 0.1546 1972 3ϕ28 & 1ϕ20 2161 0.626 409 Mặt cắt Mơmen (kNm) αm 1-1 435.73 3-3 5.3 Cốt đai số -   Lực cắt lớn dầm móng = 668.823 kN  Kiểm tra điều kiện tính tốn Bê tơng khơng đủ chịu lực cắt, cần bố trí thêm cốt đai Chọn cốt đai ϕ10 : số nhánh cốt đai n = 2, Rsw = 175 MPa, Asw = 78.5 mm2 Xác định bước cốt đai  Chọn s1 = 100 mm bố trí đoạn đầu dầm Kiểm tra dầm chịu cắt Dầm khơng bị phá hoại ứng suất nén ( dầm đủ khả chịu cắt ) - Giữa nhịp ta chọn SV: LÊ TRUNG DŨNG Trang 15 Chọn s2 = 200 bố trí đoạn giữa dầm 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 s1 s2 h0 5.4 Thanh thép số tt pmax (net) - Phản lực ( tính bề rộng 1m ) - Diện tích cốt thép - Chọn ϕ20 , As = 314.16 mm2  Số  Khoảng cách Chọn a = 140 mm  Vậy chọn thép ϕ20a140 5.5 Thanh thép cấu tạo số o 5.6 Chọn ϕ10a200 Thanh cốt giá số o SV: LÊ TRUNG DŨNG Chọn 2ϕ12 Trang 16