Móng của công trình giống như những chân đế với kích thước và hình dạng khác nhau tuỳ theo tính chất của khu đất và tuỳ thuộc vào độ cao, tải trọng của công trình bên trên. Khi công trình nằm trên khu đất mềm hoặc khi công trình có một độ cao nhất định thì nền móng phải có hình dạng to ngang và sâu để phần diện tích tiếp xúc với đất được nhiều. Móng công trình có nhiều loại: móng đơn, móng bè, móng băng hay móng cọc. Tuỳ thuộc vào tải trọng, chiều cao của công trình bên trên và tính chất các tầng đất của công trình mà kỹ sư sẽ quyết định, tính toán và sử dụng loại móng phù hợp và an toàn. Đối với những công trình nhà ở nhỏ và thấp tầng như nhà phố hay biệt thự thì phần nền móng cũng không quá phức tạp ngoại trừ công trình nằm trên những khu đất quá mềm (nền đất yếu). Tuy nhiên, đối với những công trình cao tầng như chung cư hay các loại cao ốc thì phần nền móng sẽ phức tạp hơn rất nhiều từ việc thiết kế đến thi công.
ch-ơng ii móng nông thiên nhiên $1.Khái niệm chung: Đặt trực tiếp lên thiên nhiên Móng xây hố móng đào trần ( khoảng d-ới 2-3m) Thi công đơn giản Trong t/toán bỏ qua làm việc đất từ đáy móng trở lên * Tuỳ theo tình hình tác dụng tải trọng ta phân thành: Móng chịu tải tâm Móng chịu tải lệch tâm * Tuỳ theo khả chịu uốn móng ng-ời ta chia móng làm loại: Móng cứng: Là loại móng không chịu uốn Móng mềm: Là loại móng chịu uốn nhiều Tính toán loại móng hoàn toàn khác Móng cứng chủ yếu chịu nén, móng mềm khả chịu nén có khả tiếp thu ứ /s kéo Vật liệu móng khác nhau: Móng cứng: Bê tông, bê tông đá hộc, đá , gạch Móng mềm: BTCT * Ngoài vào ph-ơng pháp th/công chia ra: Móng toàn khối Móng lắp ghép Móng cứng tính toán t-ơng đối đơn giản Móng mềm tính toán phức tạp tính toán nh- KC Dầm & Bản đặt đàn hồi $.2 CÊu t¹o mãng ph¹m vi sư dơng: Mãng đơn: đáy hình vuông, chữ nhật, tròn Vật liệu: Gạch đá xây, bê tông, bê tông cốt thép Do khả chịu uốn nên móng: Gạch, Đá, Bê tông cần cấu tạo kích th-ớc thích hợp để xem loại móng cứng mà xem xét tới khả chịu kéo uốn 14 H *L lớn M lớn, móng bị gãy theo mặt mn *Do H cần phải lớn Vật liệu có c-ờng độ nhỏ H phải lớn Th-ờng dựa vào góc mở để quy định móng cứng hay mềm (tức tỷ số H/L h/l) L L Trên sở kinh nghiệm để KC móng không xuất hiện: Vết nứt ứng suất kéo gây góc mở không đ-ợc > max định, nghĩa tỷ số: H/L toàn móng Hoặc h/l bậc không đ-ợc nhỏ trị số bảng sau: * Với móng BT, BT đá hộc, đá hộc: Loại móng Móng đơn Móng băng Móng đá hộc bê tông đá hộc mác vữa 50-100 10-35 áp lực trung bình d-ới đáy móng p> 1,5kg/cm2 p 1,5kg/cm2 Mác bê tông 50% diện tích cốt thép cốt có gờ không > 25% cốt trơn - Cốt thép d-ới đế móng theo ph-ơng cạnh dài đặt d-ới Với móng có cạnh a 3m cho phÐp cã mét nöa sè kéo mép móng chiều dài = 0,8a - Trong phạm vi chiều cao móng cần có cốt đai, cốt đai sát đáy cốt đai cách mặt móng 100mm - Chiều cao chung móng bậc phải đ-ợc kiểm tra chọc thủng chiều cao móng phải đủ để neo cốt dọc vào móng đoạn không nhỏ l neo - Chiều dày móng mép tối thiểu phải 6cm ; đ-ờng kính thép tính cm khoảng 2/5 ữ 3/5 chiều cao móng để bê tông không bị chảy xuống thi công 2400 1400 600 350 100 400 300 500 400 2000 400 300 2000 500 400 250 350 100 -1.400 250 100 -1.400 600 100 50 50 1400 50 50 800 ±0.000 800 0.000 2400 16 + Móng lắp ghép: 17 Y/cầu: - Cột đơn: hc: Chiều sâu cốc hc ak + 0,05m Cột nhánh: hc 1,5ak Chiều sâu ngàm cột vào móng phải 30d; d: đ-ờng kính cèt thÐp däc cét ChiỊu dµy thµnh cèc 200mm; Chiều dày bê tông từ đáy cốc đến đáy móng 200mm - Bê tông mác không < 200# Móng băng: Móng có chiều dài lớn so với chiều rộng Do cấu tạo liên tục công trình bên nh- t-ờng nhà, t-ờng chắn dùng móng băng đ-ơng nhiên Còn d-ới hàng cột dùng móng đơn kích th-ớc lớn đến mức gần tốt dùng móng băng 18 Ưu: - Giảm áp lực đáy móng - Phân bố tải t-ơng đối đặn lên - Nếu đủ độ cứng móng có tác dụng làm giảm chênh lệch lún cột Có thể cấu tạo móng băng giao Vật liệu: gạch, đá, BT đá hộc, BTCT Móng băng cứng góc mở lấy > 2o 3o so với trị số cho móng đơn Với móng băng d-ới t-ờng không cần xét đến độ cứng móng băng theo ph-ơng trục móng Với móng băng d-ới hàng cột phải xét đến độ cứng móng theo ph-ơng dọc trục 3.Móng bè (Bản): Móng có kích th-ớc vừa dài vừa rộng KC bên nằm gọn móng liên tục nhiều ghép lại với Móng th-ờng làm BTCT móng có khả chịu uốn theo ph-ơng nên đ-ợc dùng tr-ờng hợp: Đất có c-ờng độ thấp, Tải công trình lớn phân bố không Móng có tác dụng phân bố tải trọng lên mặt nên phát huy đ-ợc hết khả làm việc đất Móng bè làm dạng phẳng s-ờn * Để tăng c-ờng độ chịu uốn cđa mãng b¶n cã ng-êi ta dïng mãng b¶n kiểu vòm ng-ợc Đặc điểm móng vòm ng-ợc chọn đ-ợc trục vòm thích hợp 19 d-ới tác dụng tải trọng công trình phản lực móng chịu nén dọc trục mà không chịu uốn nhiên tính toán phức tạp * Móng hộp: Là hộp rỗng d-ới toàn công trình, vừa làm tầng hầm Có tác dụng nh- móng Nh-ng có -u điểm chỗ có độ cứng lớn, có khả phân bố tải trọng từ miền vùng biên Tuy nhiên có cấu tạo phức tạp tốn thép Dùng hợp lý cho nhà cao tầng với nhiều tầng hầm sâu Vật liệu móng: Móng sử dụng bê tông Mác 250 Bê tông lót mác 100, thép AI AII với đ-ờng kính 10mm Cấu tạo giằng móng: Th-ờng cấu tạo nhằm tăng độ cứng công trình giảm chênh lệch lún H giằng chọn theo kinh nghiệm tuỳ thuộc vào đIều kiện địa chất l-ới cột 20 $.3 tính toán thiết kế móng nông cứng: Móng cứng móng có độ cứng lớn d-ới tác dụng tải trọng công trình móng biÕn d¹ng nhá cã thĨ bá qua øng st tiếp xúc d-ới đáy móng coi tuyến tính Có thể coi: Móng đơn d-ới cột, trụ; móng băng d-ới t-ờng móng cứng Nội dung thiết kế xác định đặc tr-ng móng gồm: Vật liệu; Độ sâu đặt móng; Kích th-ớc móng Sao cho thoả mãn yêu cầu kỹ thuật, thi công kinh tếtrình tự: - Công trình - Nền - Các tiêu chuẩn thiết kế B-ớc Tài liệu B-ớc Ph-ơng án Hệ móng nông - Nền - Cứng mềm - Đơn, băng, bè Vật liệu móng - #, thÐp Rn, Rk, Fa - Lãt lớp bảo vệ ao Độ sâu móng hm (xem phần ch-ơng một) Chọn kích th-ớc móng b h (băng d-ới t-ờng) b l h (đơn) B L h (bÌ) øng st d-íi mãng - ptc - p0tt (kh«ng kĨ TLBT) - ptcgl = ptc - 1hm B-íc B-íc B-íc B-íc (Dung träng líp 1) B-íc KiĨm tra kích th-ớc đáy 1- Khả chịu tải: tr-ợt, lật điều kiện kinh tế bl 2- Biến d¹ng: S Sgh B-íc KiĨm tra chiỊu cao móng Fa Tính toán c-ờng độ vật liệu móng: H, Fa đảm bảo điều kiện kinh tế B-ớc Các kiểm tra khác B-ớc 10 Cấu tạo Bản vÏ VÝdơ: trỵt ngang, lËt, cè kÕt chËm … 21 Tính toán: Xác định kích th-ớc đáy móng để thoả mãn điều kiện: Đảm bảo ổn định sức chịu tải nền: TTGH1 Biến dạng phạm vi cho phÐp: TTGH2 A TÝnh to¸n nỊn mãng theo trạng thái giới hạn I: Xác định kích th-ớc đáy móng Phải chọn kích th-ớc đáy móng cho ứng suất tải trọng tính toán mức đáy móng không đ-ợc v-ợt sức chịu tải giới hạn Trên sở xem xét tài liệu Địa chất, Công trình ta giả định kích th-ớc độ sâu đặt móng: l; b; hm Xác định khả chịu tải nền: ( Theo ph-ơng pháp học Cơ học đất) a Đối với đá: R = k.m.Rđ Rđ: c-ờng độ giới hạn tạm thời mẫu đá chịu nén trục trạng thái bão hoà n-ớc k,m hệ số đồng hệ số điều kiện làm việc lấy km =0,5 b Với đất: Có số ph-ơng pháp sau: Ph-ơng pháp 1: Dùng lý thuyết CBGH kết lời giải nửa thực nghiệm, kết đ-ợc lập cho đất đồng nhất, phải có lớp đất đồng dày d-ới đáy móng (khoảng lần bề rộng móng đến 1,5 lần bề rộng nhà hay công trình) thông th-ờng hay dùng kết Terzaghi Ph-ơng pháp 2: Nền đất không đồng nhất, gồm lớp đất có tiêu c-ờng độ khác nhau; phụ tải bên móng chênh lệch 25%; móng đặt mái dốc, đặt d-ới mái dốc đặt tầng đất phân bố dốc tr-ờng hợp phải dùng ph-ơng pháp đồ giải với việc giả thiết mặt tr-ợt để xác định sức chịu tải nền, thông th-ờng hay dùng ph-ơng pháp mặt tr-ợt trụ tròn (Để cho đơn giản tr-ờng hợp nhiều lớp làm theo cách gần sau: Tính toán với lớp thứ xong chuyển sang kiểm tra lớp thứ hai cách tạo móng khối quy -ớc mặt lớp hai để tính toán) 22 Ph-ơng pháp 1: Theo Terzaghi c-ờng độ tải trọng giới hạn trung bình tr-ờng hợp: Bài toán phẳng nh- sau: Pu 0,5.bN hN q cN c Bài toán không gian: Pu 0,5.s bN sq hN q sc cN c Trong ®ã: N ; N q ; N c c¸c hƯ số sức chịu tải phụ thuộc vào: c tra bảng s ; sq ; sc : hệ số hình dạng b s 0,2 ; l sq 1; s 0,2 b l Những nghiên cứu sau cho kết xác định đ-ợc tải trọng giới hạn cho tr-ờng hợp tải trọng tác dụng lên móng có dạng phức tạp, mặt đất dốc độ sâu đặt móng t-ơng đối lớn (tham khảo tài liệu) C-ờng độ tải trọng cho phép đất đ-ợc chọn: R Pu Fs Fs - hƯ sè an toµn th-êng lÊy từ - Ph-ơng pháp 2: * Công trình xây dựng đất yếu: + Mô hình tr-ợt sâu: mặt tr-ợt giả định : - trụ tròn: ABCDE - hỗn hợp: ABCDE hệ số ổn định đ-ợc tìm theo cách loại dần: Cơ đất + Tr-ờng hợp đơn giản: coi tải phân bố diện tích quy -ớc sau kiểm tra t-ơng tự nh- móng nông thiên nhiên A E No h hm Qo B C' D hy C Líp ®Êt u 23 vËy ho = H- a = 70 - = 66 cm Điều kiện kiểm tra: Pđt 0,75.Rk btb ho Pđt lực đâm thủng: gần đ-ợc lấy hợp lực phản lực đất phạm vi g¹ch chÐo Pdt p * p max Fdt P* = pmin + (pmax – pmin) l ldt l F®t= l®t.b l ac 0,3 ho 0,66 0,69m 2 0,69 10,7 + (22,7 – 10,7) = 10,7 + 9,24 = 19,94 T/m2 l®t = F®t 2.0,69 = 1,38 m2 Pdt 19,94 22,7 1,38 29,4T Khả chống đâm thủng: Pđt 0,75.Rk.btb.ho bc + ho = 0,2 + 0,66 = 0,86 m 0,75.7,5.86.66 = 31928 kG = 32,0 T So sánh: Pđt = 29,4 T < khả chống đâm thủng = 32,0 T VËy chiỊu cao gi¶ thiÕt H= 70 cm đảm bảo yêu cầu chống đâm thủng Bài 8: Tính toán cốt thép cho móng Bài làm: tt No Qo ±0.000 tt Mo tt a ng a a a a a c 0,3 1,35m 2 900 ng 2 2000 * png pmin pmax pmin 40 * png pmax ang b 2 -1.000 200 M ng 660 Mng = Mmax 1000 300 * TÝnh to¸n cèt thÐp theo ph-ơng cạnh dài: Mô men mép cột: 300 41 1350 3000 png 10,7 (22,7 10,7) M ng 1,35 10,7 6,6 17,3T / m2 17,3 22,7 1,352 21,8Tm 2 Cốt thép yêu cầu: Fa M ng 0,9.Ra ho 21,8 0,0013m 13cm 0,9.28000.0,66 12 12 a = 180 ( Fa = 13,57cm2) * TÝnh to¸n cèt thép theo ph-ơng cạnh ngắn: Mô men mép cột: M ng bng 0,92 ptb a 16,7 .3 20,3Tm 2 Cốt thép yêu cầu: Fa M ng 0,9.Ra ho 20,3 0,00121m2 12cm2 0,9.28000.0,66 min = 0,05% a ho = 0,05% 300 66 = 9,9cm2 16 12 a= 200 ( fa=18cm2) Bài 9: Tính toán chiều cao móng băng bê tông cốt thép d-ới t-ờng số liệu nh- sau: Tải trọng tính toán mức mặt đất: Nott = 40T/m Mott = 3Tm/m Qott = 1T/m T-êng dµy: bt= 30 cm Mãng b= 1,4m; hm = 1m; BT 200#; Rn = 90kG/cm2; Rk = 7,5 kG/cm2 300 tt No 300 -1.000 N ott M tt F W 260 M tt M ott Qott hm 4Tm 1000 pmax 45 40 Tính ứng suất đáy móng tải trọng công trình gây ra: 0.000 700 Qo 1000 Bµi lµm: tt Mo tt 550 300 1400 42 290 pmax 50 4.6 35,7 12,2 1.1,4 1.1,42 p max 47 ,9T / m p 23,5T / m ptb 35,7T / m Điều kiện kiểm tra: Pđt 0,75 Rk btb ho Theo ph-ơng cạnh dài móng ta cắt 1m để tiện tính toán ( L-u ý: Không phải cắt 1m sau tính nh- móng đơn) Mọi tính toán nh-: c-ờng độ, ứng suất móng băng với cạnh b = 1,4m gi¶ thiÕt H = 30cm; a = 4cm; ho = 26cm * Pdt ? pdt p* pmax Fdt b bdt b b bt 1,4 0,3 bdt ho 0,26 0,29m 2 1,4 0,29 p * 23,5 (47,9 23,5) 23,5 19,35 42,85T / m 1,4 Fdt 0,29 m.1m 0,29 m 42,85 47,9 Pdt 0,29 13,2T Khả chống đâm thủng: Pđt 0,75 Rk btb ho ; btb:đoạn m- n = 1m p* pmin ( pmax pmin ) 0,75 7,5 100 26 = 14,6 T so s¸nh Pđt = 13,2 T < khả chống đâm thủng Pcđt = 14,6 T Chiều dày móng chọn nh- hợp lý Bài 10 : Tính toán cốt thép cho mãng trªn víi H = 30cm; a = 4cm Bài làm Tính toán cốt thép theo ph-ơng cạnh ngắn: Mô men mép t-ờng Mng = Mmax b bt 1,4 0,3 bng 0,55m 2 23,1 36,5 0,55 b M ng 4,5Tm 2 Cốt thép yêu cầu: tt No tt b b Qo ±0.000 tt Mo 700 ng b 1000 png pmin pmax pmin 300 -1.000 300 b M ng p ng p max bng l 2 550 1400 43 b M ng Fa 0,9.Ra ho 4,5 0,00068m 7cm 0,9.28000.0,26 12: a = 160; (Fa = 7,92cm2) TÝnh toán cốt thép theo ph-ơng cạnh dài: Theo ph-ơng cạnh dài độ cứng móng lớn cốt thép đ-ợc bố trÝ cÊu t¹o 12; a = 200; ( Fa= 9,04cm2) $4 số tr-ờng hợp riêng: Móng nhà có tầng hầm: Độ sâu đặt móng đ-ợc xác định nh- sau: h 2.h * hh Khi x/® hh có xét đến chênh lệch trọng l-ợng thể tích vật liệu sàn so với trọng l-ợng thể tÝch cđa ®Êt hh hh'' hh' s d Hoặc chọn gần nh- sau: h ( )h * Do cã áp lực đất nên tr-ờng hợp đặc biệt móng chịu tải trọng ngang: tải trọng lúc gồm: áp lực đất chủ động, áp lực đất bị động, tải trọng tạm thời tác dụng lên mặt đất nhà, áp lực n-ớc (tham khảo STTKNM-1) Móng chịu tải thẳng đứng lệch tâm: e Có thể làm nh- sau: a, Sức chịu tải đất d-ới đế móng: Sẽ đ-ợc tính t-ơng tự nh- trình bày trên, nh-ng bề rộng móng dùng tính toán là: B = B - 2.e 2e B' Trong đó: e độ lệch tâm móng B Lúc ta coi tải trọng tác dụng tâm mãng cã bỊ réng h÷u hiƯu B’ b, TÝnh ứ/s tiếp xúc: Tr-ờng hợp tải lệch tâm v-ợt phạm vi đáy móng (dạng phân bố ứ/s hình tam giác b ) lúc có phân bố lại ứ/s lúc ta phải xác định ph-ơng pháp cân lực sở p , e B e thÝ dơ nh- tr-êng hỵp lệch tâm ph-ơng: B 44 x p max 2N ; p Lx Trong ®ã: L: chiều dài móng x: chiều rộng hoạt động kho¶ng ø/s tiÕp xóc: x 3.(0,5.B e B ) Nếu x B phân bố hình thang Nếu x B phân bố hình tam giác c, Tính chiều cao cốt thép: Nếu dạng phân bố ứ/s hình tam giác, lúc có phân bố lại ứ/s ứng suất cũnglàm t-ơng tự nh- trên, sau tính phía p max Tr-ờng hợp lệch tâm ph-ơng làm t-ơng tự (tham khảo tài liệu) 3.Tính toán móng chịu kéo lên: a, Mãng bËc: n1 Q n2 ( N mtc N dtc Tcd ) N dtc : H1 Q Nd Nd H2 n1: hệ số v-ợt tải lực kéo lên P đỉnh móng, lấy 1,2 n2 : hệ số v-ợt tải lực giữ lấy 0,8 tc Nm : trọng l-ợng móng trọng l-ợng đất nằm bậc móng Tcđ : tổng hợp lực sức chống tr-ợt đất N đ-ợc xác định nh- sau: Vẽ biểu đồ áp lực đất mặt phẳng thẳng đứng nghĩa tính áp lực ngang v ; sau phân thành phần riêng tìm áp lực trung bình phần v tg : góc ma sát đất Với đất cát thay cho lÊy ta lÊy hƯ sè ma s¸t để tính m b, Móng chữ nhật có t-ờng thẳng ®øng: Q n1 Q n2 N mtc ®/kiÖn: Lùc ma sát đất mặt bên móng không đ-ợc kể đến, trị số không đ-ợc xác định rõ ràng việc lấp móng dùng loại đất Việc không 45 Nm kể đến ma sát thiên an toàn Nếu lấp móng đất cát có lèn chặt kể đến ma sát đất t-ờng móng Móng d-ới cột sát nhau: Giả thiết móng cứng: Tải träng: N N 01 N 02 + Träng l-ợng móng + đất phủ lấp M N 01.e1 N 02.e2 M 01 M 02 N01 N02 M01 ¸p lùc d-íi mãng: M02 n Noi N p tb hm F F M pmax p W M pmin p Hm N M W Các bứơc tính toán sau ®ã gièng mãng d-íi cét, t-êng Khi kiĨm tra chiỊu cao cốt thép móng vào cấu tạo vị trí cột mà có sơ đồ tính toán phù hợp 1 L nhịp L' L' MnhÞp M gèi M gèi 1-1 B 46 $5 TÝnh toán móng mềm: Khái niệm : + Nền đất yếu móng đơn phải mở rộng đến gần nhau, đất biến dạng nhiều, cần làm móng liên tục độ cứng lớn để chịu lún không đều.Ta đến giải pháp dùng móng băng, băng giao nhau, bè +Tải trọng phản lực móng bị uốn móng bị uốn lại ảnh h-ởng đến phân bố phản lực + Không xét độ cứng móng tính toán có ý nghĩa thực tiƠn cho viƯc tÝnh øng xt cßn tÝnh mãng sai số lớn + Tuy nhiên để để đơn giản tính toán ta xét biến dạng uốn lớn ®Õn møc nµo ®ã t Eo l 10 E h3 Eo - mô đuyn biến dạng E - mô đuyn đàn hồi vật liệu móng l - nưa chiỊu dµi mãng h - chiỊu dµy móng Khi tỷ số hai cạnh: Bài toán: l → mãng dÇm; b l → mãng b - Xác định phản lực - Độ lún móng - Kết hợp với tải trọng tính đ-ợc kết cấu móng Các cách tính toán: 47 a, Theo sơ đồ đơn giản: Lật ng-ợc móng lên xem nh- dầm liên tục, chân cột nh- gối tựa, tải trọng phản lực xem phản lực phân bố với c-ờng độ p Tức ta bỏ qua biến dạng thân Móng bỏ qua biến dạng CT bên Do khi: CT bên tuyệt đối cứng phản lực phân bố (nhà > tầng) b, CT+M+N đ-ợc gắn với có tác động qua lại với nên đắn phải xem xét nh- thể thống để tính toán nhiên khó khăn mặt thuật toán nên ch-a áp dụng rộng rãi c, Hiện phổ biến dùng cách rời rạc kết cấu: tức tách riêng móng xét làm việc đồng thời cđa mãng vµ nỊn: Tøc lµ xÐt mét KC cã biến dạng đặt có biến dạng xác định nội lực móng Tính toán kết cấu đàn hồi Do đó: Việc thiết kế móng băng mềm bao gồm: + Xác định sơ bề rộng móng t-ơng tự móng băng cứng với giả thiết phản lực phân bố + Lựa chọn sơ KC móng phù hợp bề rộng nói + Tính toán chuyển vị móng, phản lực đất nội lực móng theo sơ đồ: Dầm đàn hồi + Kiểm tra trạng thái giới hạn Nếu không thoả mãn tăng kích th-ớc móng, tăng độ cứng móng ( sửa đổi KC lựa chọn) xác định l¹i néi dung b-íc + ThiÕt kÕ cèt thÐp cho móng sở kết b-ớc Tính toán dầm đàn hồi: Xét móng dầm: Ph-ơng trình trục võng dầm: 48 EJ d ( x ) d 4x qx px b E.J - độ cứng dầm; b: bề rộng dầm; : chuyển vị đứng Với ẩn x px ta tìm thêm ph/trình Quan hệ: độ lún với áp lực đáy móng S( x ) f1 ( px ) P( x ) f ( S x ) ThĨ hiƯn c¬ chế làm việc ( biến dạng ) gọi mô hình Các mô hình đất: + Mô hình Winkler p x C.s x C: hƯ sè tû lƯ hƯ sè nỊn Cßn gọi mô hình biến dạng cục + Mô hình nửa không gian biến dạng tổng thể Theo But xi nÐt: S( x , y ) p o2 Eo R Nhận xét: *Mô hình Winkler không phản ánh đ-ợc tính phân phối đất thể đất không bị lún phạm vi đặt tải *Mô hình BKGĐH: đánh giá cao tính phân phối đất thể đến lún *Thực tế đất vật thể đàn hồi tính phân phối yếu nhiều so với vật thể đàn hồi nên lún phạm vi nhỏ Để so sánh: ta xem xét mặt biến dạng nền: 49 theo mô hình Winkler (đ-ờng 4) theo mô hình nửa không gian đàn hồi (đ-ờng2) theo kết thí nghiệm (đ-ờng 3) Do thiếu sót mô hình nên có nhiều mô hình khác đ-ợc nêu ra: * Mô hình màng * Mô hình * Mô hình đàn hồi với hệ số * Mô hình lớp đàn hồi có chiều dày hữu hạn * Mô hình nửa không gian đàn hồi có Eo biến đổi theo độ sâu Về việc lựa chon mô hình nền: Từ kết thực nghiệm tác giả đ-a kết luận: độ lún đất phạm vi đặt tải tắt nhanh: thông th-ờng vùng lún khoảng 0,3 ữ 0,5 đ-ờng kính nén Nh- ®Êt cã tÝnh ph©n phèi rÊt yÕu ®é ẩm tăng tính phân phối giảm, đất bão hoà n-ớc tính phân phối không đáng kể mặt biến dạng xem bán không gian đàn hồi tắt chậm so với thực tế quan sát Do kết luận: Đất mềm dùng mô hình winkler hợp hơn, nhiên hệ số C ý nghĩa rõ ràng: số mà thay đổi phụ thuộc độ cứng CT; khoảng tác dụng tải trọng N-ớc ta đồng sông Hồng Cửu long gặp đất mềm, chứa nhiều n-ớc, n-ớc ngầm cao nên tính phân phối đất yếu nên chọn mô hình Winkler Tính toán móng dầm theo mô hình biến dạng cục bộ: Ph-ơng trình bản: p x CS x x Sx d 4S ( ) 4q ( ) 4S ( ) d Cb 50 Trong ®ã: a.x a4 Dầm không tải: Cb 4EJ (1/m) d 4S ( ) 4S ( ) d Giải tìm S tìm p a, Tính dầm dài vô hạn đàn hồi Hai đầu dầm xa tải trọng không bị lún đầu Lực P: Bài toán đối xứng cắt đôi ®Ó tÝnh S ( ) (C1 cos C2 sin )e (C3 cos C4 sin )e Xác định C: H/số dựa vào đ/k biên: x () : C1=C2=0 nÕu kh«ng S sÏ kh«ng không Lúc đó: S ( ) (C3 cos C4 sin )e (1) T¹i x=0 ®é lón sÏ lín nhÊt ®ã: dSx dx dS d (2) Đạo hàm (1) ( gãc xoay =0) kÕt hỵp víi (2) ta cã: C4 C3 cos C4 C3 sin e C3 C4 (V× cos x=0) 51 Gäi lµ Co ta cã: S ( ) (cos sin )C0e Co= T¹i x=0 Q0 P d 3S ( ) P 4C0 (SBVL) d EJa3 P C0 8Ja3 T¹i =a.x=0 Sx P e ax· (cos ax sin ax) 8EJa Sau xác định: Mx; Qx: đạo hàm liên tục d Sx P e ax (sin ax cos ax) dx 4a d Sx P ax Qx EJ e cos ax dx M x EJ Đặt e ax (cos ax sin ax) e ax (sin ax cos ax) Ta cã: ax e cos ax P P S x 1 p x C1 8a EJ 8a EJ Mx P 2 4a Qx P 3 : tra b¶ng theo = a x Smax t¹i x=0 ( t¹i P=0) S max P aP 8a EJ 2Cb p max aP 2b M max P 4a Qmax P 52 Các tr-ờng hợp khác t-ơng tự Trong giáo trình móng có bảng tra kết tính toán cho tr-ờng hợp Lực tập trung, mô men tập trung điểm dầm dài, vuông tròn Có thể giải toán móng dầm, chịu nhiều tải tập trung cách áp dụng toán với nguyên lý cộng tác dụng 4.Tính toán móng dầm theo mô hình bán không gian BDTT Hệ p/trình vi phân móng loại dầm: 2(1 o2 )b p( x) ln( x xo )dx Eo ẽo1 x2 S( x ) Th-ờng giải theo ph-ơng pháp gần đúng, tìm thấy lời giải điển hình: + Ph-ơng pháp M.I Gorbunov Pasadov + Ph-ơng pháp I A Ximvulidi + Ph-ơng pháp Giemoskin + Ph-ơng pháp phần tử hữu hạn Trong giáo trình móng: Nguyên lý ph-ơng pháp chuyển sơ đồ toán dầm đặt đàn hồi Dầm gối hữu hạn ( dầm liên tục) dùng ph-ơng pháp chuyển vị học kết cấu giải xác định phản lực gối Ph-ơng pháp phần tử hữu hạn: Có thể dùng ch-ơng trình phần mềm dùng cho việc tính toán móng loại dầm bản: Ví dụ ch-ơng trình SAP 90; SAP 2000 với mô hình Winkler * Ph-ơng pháp Phần tử hữu hạn ứng dụng SAP 2000 Bằng việc chia nhỏ kết cấu móng thành phần tử nhỏ hệ móng đ-ợc mô hình hoá nh- sau: + Kết cấu móng: dầm đ-ợc thay thành phần tử frame, phần tử shell 53 + Nền: đ-ợc thay gối đàn hồi spring lò so có độ cứng: K=C ax bx ( ax; bx – lµ diƯn tÝch chịu tải nút xét) a, Móng dạng dầm đơn: b, Băng giao nhau: c, Móng bè: Nh- dễ dàng kể đến thay đổi EJ K (trong phần tử coi EJ, K số khác nhau) 54 *Các ph-ơng pháp xác định độ cứng lò xo: + Tra bảng tìm hệ số t-ơng ứng với loại đất( bảng tra phơ lơc) + C«ng thøc thùc nghiƯm: Poulos; Terzaghi; Meyerhof + Từ kết thí nghiệm bàn nén * øng dơng SAP 2000 – gi¶i néi lùc mãng: B-ớc1: tạo sơ đồ hình học: frame (móng dầm), shell (bản) B-ớc 2: khai báo số liệu đầu vào: vật liệu, tiết diện, tải trọng, tổ hợp có B-ớc 3: gán tải trọng, điều kiện biên B-ớc 4: chia nhỏ kết cấu móng thành phần tử nhỏ kích th-íc b»ng ( kÝch th-íc phÇn tư t thc vào mặt móng yêu cầu tính toán nhỏ xác số l-ợng phần tử lớn) B-ớc 5: tính độ cứng gối đàn hồi thay gán cho nút ý diƯn tÝch thay thÕ K c.Ftt B-íc 6: kiĨm tra sè liƯu nhËp ph©n tÝch néi lùc B-íc 7: xem kết nội lực: + biểu đồ (M;Q) dầm móng, phản lực gối đàn hồi: Rz Uz B-ớc 8: kiểm tra kết quả: Phản lực Rz d-ơng ( không chịu kéo) Rz < bỏ liên kết cho Uz= phân tích lại nội lực B-ớc 9: kiểm tra c-ờng độ tính toán cốt thép *Tính lặp hệ số nền: + Tại phải tính lặp: Độ cứng K tính theo công thức thực nghiệm không xác tính lặp tìm K + Cách tính lặp: Lần 1: tính K1 theo công thức thực nghiệm phân tích kết đ-ợc Rz1, Uz1 K Uz1 = S; S - ®é lón cđa nỊn tÝnh cho móng có kích th-ớc phân tố theo ph-ơng pháp cộng lún lớp học Cơ học đất 55 ... 3: Tính độ bền chịu uốn móng tính toán cốt thép đáy móng: 38 Với móng đơn chịu tải tâm: Xem móng làm việc nh- son bị ngàm tiết diện chân cột, tiết diện giật cấp Tính cho ph-ơng, ph-ơng phải tính. .. 20 $.3 tính toán thiết kế móng nông cứng: Móng cứng móng có độ cứng lớn d-ới tác dụng tải trọng công trình mãng biÕn d¹ng nhá cã thĨ bá qua øng suất tiếp xúc d-ới đáy móng coi tuyến tính Có... Các tính toán thực đơn vị chiều dài móng Chứ cắt đơn vị chiều dài móng Bài 7: Tính toán chiều cao mãng Cho mãng: kÝch th-íc (3.2)m2; hm = 1,2m; cét tiết diện (20.30) cm2 Tải trọng tính toán