Đồ án môn học nền và móng

Đồ án môn học chuyên ngành xây dựng

ÂÄƯ ẠN NÃƯN MỌNG ÂÃƯ TI : THIÃÚT KÃÚ NÃƯN MỌNG CHO MÄÜT CÄNG TRÇNH XÁY DỈÛNG THEO CẠC SÄÚ LIÃÛU 1.Så âäư màût bàòng : 2. Kêch thỉåïc cäüt: 30x 20 (cm 2 ) 3. Ti trng tênh toạn: Ti Trng Cäüt Giỉỵa Cäüt Biãn N(t) M(tm) Q(t) N(t) M(tm) Q(t) Täø håüp cå bn 85,20 1,70 1,50 70,40 3,3 1,5 Täø håüp bäø sung 117,30 4,20 1,60 93,5 4,7 1,6 4. Kãút qu thê nghiãûm nẹn lụn: Sä ú Låïp âáút Hãû säú räùng  I ỉïng våïi cạc cáúp ạp lỉûc P I (Kg/cm 2 ) P 0 =0 P 1 =1 P 2 =2 P 3 =3 P 4 =4 26 Ạ sẹt 0,664 0,631 0,606 0,591 0,583 17 Ạ cạt 0,606 0,56 0,53 0,51 0,50 7 Cạt hảt trung 0,685 0,65 0,625 0,612 0,605 5. Kãút qu thê nghiãûm âáút: S ä ú Låïp âáút Chiã ưu dy (m) Tỵ tr ng () Dung trn g  (g/cm 3 ) Âäü áøm tỉû nhiãn w(%) Giåïi hản nho w nh (%) Giåïi hản do w d (%)  1 tc (âä ü) C 1 tc (kg/ cm 2 ) 2 6 Ạ sẹt 3,5 2,6 6 1,95 22 26 12 20 0,1 5 Trang 1 6000 6000 600 0 400 0 400 0 400 0 400 0 400 0 400 0 400 0 400 0 400 0 400 0 ÂÄƯ ẠN NÃƯN MỌNG 1 7 Ạ cạt 3,5 2,6 5 1,98 20 22 17 24 0,1 8 7 Cạt hảt trung  2,6 5 1,95 24 28 0,0 6 PHÁƯN 1: ÂẠNH GIẠ V NGHIÃN CỈÏU PHỈÅNG ẠN I. Âạnh giạ tçnh hçnh nãưn âáút: 1. Låïp 1: Âáút ạ sẹt Chè säú do: =−= dnh wwA 26 - 12 = 14 Chè säú sãût: = − = A ww B d = − 14 1222 0,714 0,5< B < 0,75 => Âáút åí trảng thại do mãưm . Âäü bo ha nỉåïc: == ∆ = 664,0 66,2.22.01,0 01,0 0 1 ε W G 0,881 0,8 < G 1 < 1 => Âáút ạ sẹt åí trảng thại no nỉåïc. 2.Låïp 2: Âáút ạ cạt Chè säú do: =−= dnh wwA 22 - 17 = 5 Chè säú sãût: = − = A ww B d 5 1720 − = 0,6 0 < B < 1 => Âáút ạ cạt åí trảng thại do Âäü bo ha nỉåïc: = ∆ = 0 1 01,0 ε w G = 625,0 65,2.20.01,0 0,848 > 0,8 => Âáút ạ cạt åí trảng thại no nỉåïc. 3. Låïp 3: Âáút ạ sẹt. . Âäü bo ha nỉåïc: = ∆ = 0 1 01,0 ε w G = 685,0 65,2.24.01,0 0,928 G 1 = 0,928 > 0,8 => Âáút sẹt åí trảng thại no nỉåïc. • Nháûn xẹt: Låïp âáút âáưu tiãn åí trảng thại no nỉåïc, cọ nhiãưu trảng thại váût l tỉång âäúi täút. Do âọ cọ thãø lm âáút nãưn thiãn thiãn cho cạc cäng trçnh xáy dỉûng. II. Nghiãn cỉïu phỉång ạn: Do u cáưu thiãút kãú âäúi våïi cäng trçnh dán dủng,nh lm viãûc nãn ta cọ thãø thiãút kãú v tênh toạn nãưn mọng theo cạc phỉång ạn sau: 1. Phỉång ạn 1: Thiãút kãú v tênh toạn mọng näng bàòng bã täng cäút thẹp (loải mọng âån) -Thiãút kãú v tênh toạn mọng cho cäüt giỉỵa. -Thiãút kãú v tênh toạn mọng cho cäüt biãn (lãûch tám). 2. Phỉång ạn 2: Thiãút kãú v tênh toạn mọng cc âi tháúp bao gäưm: -Thiãút kãú v tênh toạn mọng cho cäüt giỉỵa. -Thiãút kãú v tênh toạn mọng cho cäüt biãn. Trang 2 ÂÄƯ ẠN NÃƯN MỌNG * PHÁƯN 2: THIÃÚT KÃÚ V TÊNH TOẠN. PHỈÅNG ẠN 1: MỌNG NÄNG. I.Thiãút kãú v tênh toạn mọng näng cho cäüt giỉỵa: 1.Chn váût liãûu lm mọng: - Bã täng mạc 200 cọ:R n = 90 (Kg/cm 2 ) ; R k =7,5 (Kg/cm 2 ). - Cäút thẹp AI cọ: R a = 1800 (Kg/cm 2 ). 2.Chn chiãưu sáu chän mọng: Theo gi thiãút mảch nỉåïc ngáưm cạch màût âáút thiãn nhiãn 3 m. Chn så bäü chiãưu sáu chän mọng h m = 2,0 m , âm bo cạch mỉûc nỉåïc ngáưm khäng nh hån 0,5 m. Mọng nàòm trong låïp ạ sẹt cọ:  t/c = 20 0 ; C t/c = 0,15 ( Kg/cm 2 ) =1,5 (T/m 2 ). 3.Så bäü chn kêch thỉåïc mọng: Chn âạy mọng cọ dảng hçnh chỉỵ nháût Så bäü chn chiãưu räüng mọng b=2,4 m âãø tênh cỉåìng âäü tênh toạn ca nãưn âáút : tc m tc cDhBbAmR .) .( ++= γ Trong âọ A,B,D l cạc hãû säú phủ thüc vo  t/c. . Tra bng ta cọ :A = 0,51; B = 3,06 ; D = 5,66 ; Láúy hãû säú âiãưu kiãûn lm viãûc :m=1.  R tc = =++ 5,1.66,595,1).0,2.06,34,2.51,0(1 22,91 T/m 2 Tỉì âiãưu kiãûn: mtb tc tc hR N F . γ − ≥ ∑ Láúy hãû säú vỉåüt ti:n=1,2. Våïi  tb l dung trng trung bçnh giỉỵa váût liãûu lm mọng v âáút nãưn,láúy  tb =2(T/m 2 ). Trong âọ : == n N N tt tc 71 2,1 20,85 = => = − ≥ 5,2.291,22 71 F 3,96 (m 2 ) Tỉïc l phi chn kêch thỉåïc mọng âm bo âiãưu kiãûn: ≥= baF . 3,96 (m 2 ). -Xạc âënh b theo phỉång trçnh : b 3 + K 1 b 2 - K 2 = 0. (1) Trong âọ : K 1 = γ γ γ mtbtc m hMCM hM . . 32 1 ++ K 2 = αγ m NM tc . 3 . Láúy m=1:hãû säú âiãưu kiãûn lm viãûc. Våïi M 1 , M 2 , M 3 l cạc hãû säú phủ thüc : t/c = 20 0 . Tra bngcọ: M 1 = 5,91; M 2 = 10,99; M 3 = 1,942;  2,1 == b a . Vç tênh toạn theo trảng thại giåïi hản thỉï 2, nãn ta dng täø håüp cå bn våïi ti trng tiãu chøn. Ta cọ: Trang 3 ÂÄƯ ẠN NÃƯN MỌNG == n N N tt tc 71 2,1 20,85 = == n Q Q tt tc 25,1 2,1 5,1 = == n M M tt tc 417,1 2,1 7,1 = Váûy : K 1 = =××−×+× 2 95,1 2 942,1 95,1 5,1 99,10232,5 15,11 K 2 = = ×× 95,12,11 71 .942,1 58,924 Thay K 1 , K 2 vo phỉång trçnh (1) co ï: 0924,5811,15 23 =−+ bb Gii phỉång trçnh trãn ta cọ: b= 1,86 (m); => chn b = 2,5 (m) => a = 2,5 × 1,2 = 3(m). V F= 3× 2,5 = 7,5 (m 2 ) > 3.96 m 2 4.Kiãùm tra mọng theo âiãưu kiãûn trảng thại giåïi hản thỉï nháút: tcd m R2,1 ≤ σ 0 min ≥ d σ tcâ tb R ≤ σ d max σ , d min σ :p lỉûc tiãu chøn åí âãú mọng,âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc: W M h F N tc mtb tc d m 0 min, . ±+= γσ Trong âọ: F= 2.5× 3 =7.5 (m 2 ) ;  tb = 1,95(T/m 2 ).; h m = 2,0 m ; =+= m tctctc hQMM . 0 1,417 +1,25 . 2 = 3,917 (Tm) W = = 6 2 ba 6 335,2 ×× = 3,75 (m 3 ) => d max σ = =+×+ 75,3 917,3 22 5,7 71 14,51T/m 2 ) V d min σ = =−×+ 75,3 917,3 22 5,7 71 12,42 (T/m 2 ) d tb σ = 2 min dd m σσ + = 2 42,1251,14 + = 13,467 (T/m 2 ) d tb σ =13,467 (T/m 2 ) < R tc =22,91(T/m 2 ) d max σ =14,51 (T/m 2 ) < 1,2. R tc =1,2× 22,91 = 26,492 (T/m 2 ) d min σ =12.42(T/m 2 ) > 0 Váûy âiãưu kiãûn vãư ạp lỉûc âỉåüc tha mn khi chn så bäü : F = a × b = 2,5 × 3 = 7,5 cm 2 . 5.Kiãùm tra vãư âäü lụn ca mọng theo trảng thại giåïi hản thỉï 2: Tênh lụn theo phỉång phạp cäüng lụn tỉìng låïp: mtb tc gl h F N ).( γγσ −+= mtb h. γσ −= = 13,467 -1.95 × 2 = 9,567 (T/m 2 ) Trang 4 ÂÄƯ ẠN NÃƯN MỌNG V biãøu âäư ỉïng sút do trng lỉåüng bn thán âáút v ti trng gáy ra :Ta chia nãưn âáút thnh nhiãưu låïp phán täú cọ chiãưu dy h I < 0,25 × 2,5 = 0,625 (m) => chn 5,0 = i h (m) a. Xạc âënh ỉïng sút do trng lỉåüng bn thán âáút gáy ra: ∑ = += n i mii d zi hh 1 γσ trong âọ : h i l chiãưu dy låïp phán täú thỉï i.  I l dung trng låïp âáút thỉï i (Nãúu låïp âáút trong mỉûc nỉåïc ngáưm thç dng  dn ca låïp âáút âọ) . Våïi γ dn = ε γ + −∆ 1 )1( n Låïp 1 : γ dn1 = 664,01 )166,2(1 + −× = 0,998 Låïp 2: γ dn1 = 606,01 )165,2(1 + −× = 1,027 Låïp 3: γ dn1 = 685,01 )165,2(1 + −× = 0,979 b.Xạc âënh ỉïng sút gáy lụn åí låïp âáút thỉï i do ti trng ngoi gáy ra: gl p gl k σσ . 0 = Våïi k 0 la ìhãû säú phủ thüc vo t säú α b a = v b z ; åí âáy z l âäü sáu kãø tỉì âạy mọng tråí xúng . Láûp bng tênh toạn v v biãøu âäư: Bng 1 Låïp Âáút Âiãøm Z i 2Z/b a/b K o d zi σ (T/m 2 ) p zi σ (T/m 2 ) 1 (Ạ sẹt) 0 0 0 1,2 1,000 3,9 9,567 1 0,5 0,4 1,2 0,968 4,875 9,261 2 1 0,8 1,2 0,83 5,85 7,941 2 (Ạ cạt) 3 1,5 1,2 1,2 0,652 6,349 6,238 4 2 1,6 1,2 0,496 6,848 4,745 5 2,5 2 1,2 0,379 7,362 3,626 6 3 2,4 1,2 0,294 7,875 2,813 7 3,5 2,8 1,2 0,232 8,389 2,22 8 4 3,2 1,2 0,187 8,902 1,789 9 4,5 3,6 1,2 0,153 9,416 1,46 * Bng 1 :Bng xạc âënh cạc giạ trë d zi σ , p zi σ Tênh âäü lụn: Âäü lụn âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc sau: ∑∑ + − == i i ii i hSS 1 21 1 ε εε Trang 5 2 4 1 0 3 6 5 7 8 9 ÂÄƯ ẠN NÃƯN MỌNG Trong âọ : i1 ε , i2 ε âỉåüc xạc âënh båíi biãøu âäư âỉåìng cong nẹn lụn tỉång ỉïng våïi i P 1 , i P 2 âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc sau: )( 2 1 11 d zi d zii P σσ += − ; ).( 2 1 12 p zi p zii P σσ += − + i P 1 Bng xạc âënh cạc giạ trë: i P 1 , i P 2 , i1 ε , i2 ε . Låïp âáút Âiãøm h I (m) P 1I (T/cm 2 ) P 2I (T/cm 2 ) i1 ε i2 ε S I (cm) 1 1 0,5 4,455 13,8 0,6489 0,6199 0,88 2 0,5 5,36 13,96 0,6457 0,6203 0,77 3 0,5 6,1 13,19 0,6433 0,6219 0,65 2 4 0,5 6,6 12,09 0,5846 0,5799 0,78 5 0,5 7,1 11,29 0,5719 0,5553 0,53 6 0,5 7,62 10,84 0,5696 0,5569 0,4 7 0,5 8,13 10,65 0,5675 0,5576 0,33 8 0,5 8,65 10,65 0,5653 0,5576 0,26 3 9 0,5 9,16 10,79 0,5633 0,5571 0,18 Täøng âäü lụn ∑S i = 4,8 Tha mn âiãưu kiãûn ∑S I = 4,8 cm < S gh = 10(cm) 6. Tênh toạn nãưn theo trảng thại giåïi hản thỉï nháút vãư cỉåìng âäü: Dng täø håüp bäø sung, ti trỏng tênh toạn: . N tt = 117,30 (T) => N tt = 2,1 3,117 = 97,75 Trang 6 ÂÄƯ ẠN NÃƯN MỌNG . M tt = 4,2 (Tm) => M tt = 2,1 2,4 = 3,5 . Q tt = 1,6 (T) => Q tt = 2,1 6,1 = 1,3 • Kiãøm tra sỉïc chëu ti ca nãưn âáút: . tb σ ≤ R gh . σ â max ≤ 1,2 R gh . σ â min ≥ 0 Trong âọ: .R gh : sỉïc chëu ti giåïi hản ca nãưn âáút, âỉåüc tênh theo cäng thỉïc: R gh = 1 A γ 1 x + B 1 γ 2 + C 1 C tc 21 , γγ : trng lỉåüng thãø têch ca âáút nãưn v ca âáút tỉì âạy mọng tråí lãn: 1 γ = 2 γ = 1,95 (T/m 3 ) C tc : lỉûc dênh âån vë ca nãưn, C tc = 1,5 (T/m 2 ) h m : chiãưu sáu chán mọng, h m = 2,0 (m) x: ta âäü ca âiãøm tênh sỉïc chëu ti: 2 b x = 25,1 2 5,2 == (m) 1 A , 1 B , 1 C : cạc hãû säú phủ thüc : t/c = 20 0 .Tra bng cọ : . 1 A = 3,16; 1 B = 6,4; 1 C = 14,9. => R gh = 3,16×1,95×1,25 + 6,4×1,95 + 14,9×1,5 = 55,013 (T/m 2 ) mtb tt d tb h F N . γσ += =×+= 0,22 5,7 3,117 19,64 (T/m 2 ) mtb a tt d m h a e F N .) 6 1( min, γσ +±= ; våïi tt tttt a N hQM e .+ = = + = 3,117 2.6,12,4 0,063 => = d m min, σ 22) 3 063,06 1( 5,7 3,117 ×+ × + = 21,611(T/m 2 ) = d m min, σ 22) 3 063,06 1( 5,7 3,117 ×+ × − = 17,669(T/m 2 ) Váûy 013,5564,19 =<= gh d tb R σ (T/m 2 ) 0669,17 min >= d σ =<= gh d R2,1611,21 max σ 25,933(T/m 2 ) • Kiãøm tra äøn âënh vãư trỉåüt: Âãø âm bo mọng khi bë trỉåüt theo màût âạy mọng , phi tha mn âiãưu kiãûn sau: tttt d TfN > . Trong âọ: tt d N :Täøng ti trng thàóng âỉïng tênh toạn tải âạy mọng f :Hãû säú ma sạt giỉỵa mọng v âáút nãưn,láúy f = 0,25. tt T :Täøng ti trng ngang tênh toạn Ta cọ: tt d N = FhN mtb tc γ + = 97,75 + 2×2×7,5 =127,75 => f . tt d N = 0,25 × 127,75 = 31,94 Trang 7 ÂÄƯ ẠN NÃƯN MỌNG m tc tctc h M QT += = 1,33 + 2 5,3 = 3,08 Váûy: tttt d TfN > . :Tha mn âiãưu kiãûnäøn âënh vãư trỉåüt. • Kiãøm tra âiãưu kiãûn äøn âënh vãư láût: M giỉỵ > 1.5M láût - giu M : Mä men do lỉûc gáy ra so våïi tám quay cọ xu hỉåïng giỉỵ láût. - giu M : Mä men do lỉûc gáy ra so våïi mẹp mọng cọ xu hỉåïng gáy láût =×=×= 2 5,2 3,117 2 b NM tt giu 146,625 (Tm) m tttt lát hQMM . += = 4,2 + 1,6 × 2 = 7,4 (Tm) => M giỉỵ > 1,5M láût =1,5 × 7,4 =11,1 : Âiãưu kiãûn äøn âënh vãư láût âỉåüc tha mn. 7.Så bäü chn chiãưu cao mọng theo âiãưu kiãûn chäúng càõt trỉûc tiãúp: tt N - r ( a c +2h) (b c + 2h ) ≤ 2(a c +b c +2 h) 3 2 h R kch r = 2 min dd m σσ + = F N tt ⇒ 117,3 - 5,7 3,117 ( 0,3 + 2h) ( 0,2 + 2h) ≤ 2( 0,3 + 0,2 +2h) 3 2 h × 75 ⇔ 262,56 h 2 + 65,64 h - 116,36 ≥ 0 ⇒ h ≥ 0,552 . Tênh h theo âiãưu kiãûn chäúng ún . h ≥ 0,66( a - a c ) ku R r = 0,66( 3 - 0,3) 755,7 3,117 × = 0,81 m. Váûy chn h = 0,85 (m) .Láúy låïp bo vãû 5cm ⇒ h o = 0,8 m 8. Tênh toạn v bäú trê cäút thẹp: Trỉåïc hãút ta tênh cạc giạ trë mämen theo hai tiãút diãûn I-I, II-II Ta xem mọng âỉåüc ngm qua chán cäüt vng gọc våïi cảnh di âãú mọng. M I-I = tb tt σ .b. 8 )( 2 c aa − = 0,125. tb tt σ .b(a - a c ) 2 M II-II = tb tt σ .a. 8 )( 2 c bb − = 0,125. tb tt σ .a(b - b c ) 2 Trong tênh toạn âãø âm bo an ton ta láúy : tb tt σ = max tt σ max tt σ = ) 6 1( a e F N tt + hay max tt σ = σ â max - γ tb .h m = 21,611 - 2 × 2 = 17,611 (T/m 2 ) ⇒ M I-I = 0.125 × 17,611 × 2,5 × (3 - 0,3) 2 = 40,12(Tm) M II-II = 0.125 × 17,611 × 3× (2 - 0,2) 2 = 51,776 (Tm) Hai giạ trë mä men trãn dng âãø tênh toạn cäút thẹp cho mọng. Trang 8 ệ AẽN NệN MOẽNG * Tờnh toaùn cọỳt theùp : Dióỷn tờch cọỳt theùp: a a Rh M F 9,0 0 = h 0 : chióửu cao laỡm vióỷc cuớa cọỳt theùp, coù h 0 = 0,8(m) = 80(cm) R a :cổồỡng õọỹ cuớa cọỳt theùp AI,coù R a = 1800 (Kg/cm 2 ) =18000(T/m 2 ) Dióỷn tờch cọỳt theùp õỷt vuọng goùc vồùi tióỳt dióỷn I-I: = ìì = 180008,09,0 12,40 a F 30,95 (cm 2 ) Dióỷn tờch cọỳt theùp õỷt vuọng goùc vồùi tióỳt dióỷn II-II: = ìì = 180008,09.0 776,51 a F 39,95 (cm 2 ) Choỹn vaỡ bọỳ trờ cọỳt theùp : Vồùi F aI = 30,95(cm 2 ) Choỹn 1616 : F a = 32,16 (cm 2 ) Khoaớng caùch giổợa 2 cọỳt theùp lión tióỳp: 15 52250 ì = a 16 cm Vồùi F aII =39,95 (cm 2 ) => Choỹn 20 16 : F a =40,2 (cm 2 ) Khoaớng caùch giổợa 2 cọỳt theùp lión tióỳp: = ì = 19 52300 a 15 cm Trang 9 3 (m) tt maợ tt min 2,5 ( m ) I II I 0,2(m) 0,3(m ) II 300 200 250 0 2 2016 a=150 1 1616 a=16 0 I I II II a=16 0 1 1616 100 300 850 200 0 100 300 0 100 2 a=150 2016 ệ AẽN NệN MOẽNG II. Thióỳt kóỳ vaỡ tờnh toaùn moùng nọng cho cọỹt bión: Tọứ hồỹp cồ baớn,taới troỹng tióu chuỏứn ồớ mỷt moùng: )(67,58 2,1 4,70 N tc T == ; )(75,2 2,1 3,3 TmM tc == ; )(25,1 2,1 5,1 TQ tc == 1.Choỹn vỏỷt lióỷu laỡm moùng:Tổồng tổỷ nhổ õọỳi vồùi cọỹt giổợa. 2.Xaùc õởnh kờch thổồùc moùng: Chióửu sỏu chọn moùng nhổ õọỳi vồùi cọỹt giổợa: h m = 2 (m) Kờch thổồùc moùng: Tổồng tổỷ nhổ õọỳi vồùi cọỹt giổợa: F = a ì b = 2,5 ì 3 = 7,5 (cm 2 ) Cổồỡng õọỹ tióu chuỏứn cuớa nóửn õỏỳt : tc m tc cDhBbAmR .) .( += Trong õoù :A,B,D laỡ caùc hóỷ sọỳ phuỷ thuọỹc vaỡo t/c. =20 0 . Tra baớng ta coù : A = 0,51; B = 3,06 ; D = 5,66; m=1; c tc = 1,5 (T/m 2 ). R tc = =ì+ì+ì 5,166,595,1).306,35,251,0(1 22,413 T/m 2 Trang 10 . MỌNG V biãøu âäư ỉïng sút do trng lỉåüng bn thán âáút v ti trng gáy ra :Ta chia nãưn âáút thnh nhiãưu låïp phán täú cọ chiãưu dy h I < 0,25 × 2,5 = 0,625. Xạc âënh ỉïng sút do trng lỉåüng bn thán âáút gáy ra: ∑ = += n i mii d zi hh 1 γσ trong âọ : h i l chiãưu dy låïp phán täú thỉï i.  I l dung trng låïp âáút