Bài giảng thiết kế móng đơn, trong môn học Nền Móng của Thầy Lê Trọng Nghĩa ĐHBKTPHCM. Đầy đủ, chi tiết, chính xác cho các bạn tham khảo và bổ túc kiến thức .........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Tính tốn thiết kế Móng đơn Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 Chương 2: MĨNG NƠNG I Định nghĩa Df ≤2.5 Móng nơng b Mặt N tt Khơng kể đến ma sát hai bên móng Df II Móng đơn 2.1 Móng đơn chịu tải tâm ptt Trình tự tính tốn thiết kế Thơng số đầu vào - Tải trọng (N,M,H) chân cột tính tốn thiết kế b Thông số đầu - Chiều sâu đặt móng Df - Kích thước đáy móng b l - Địa chất: đặc trưng , c, , e-p, … TCXD (VN) - Chiều cao móng h Eurocode - Thép móng BS, ACI, … Bản vẽ thi cơng Bước Chọn chiều sâu đặt móng - Đủ sâu lớp đất bề mặt chịu ảnh hưởng phong hóa thời tiết - Ít ảnh hưởng đến móng cơng trình lân cận - Đặt lớp đất đủ chịu lực, không đặt rễ cây, đường ống dẫn Tính tốn thiết kế Móng đơn Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 Bước Xác định kích thước đáy móng b l cho đất đáy móng thỏa điều kiện ổn định, cường độ biến dạng • Điều kiện ổn định p tc ≤R tc p tc - áp lực tiêu chuẩn mặt đáy móng N tc p tc = + tb Df F F = b l – diện tích đáy móng tb – trọng lượng riêng trung bình đất bê-tông N tc = N tt - lực dọc tiêu chuẩn n Ntt – lực dọc tính tốn n= 1.15 – hệ số giảm tải R tc - sức chịu tải tiêu chuẩn đất đáy móng mm tc R tc A b B Df c D K Cách xác định b l thỏa điều kiện ptc Rtc - Chọn sơ b = 1m - Tính Rtc Mặt đất - Xác định diện tích sơ đáy móng tc N p tc ≤R tc + tb Df ≤ R tc F N tc F≥ R tc - tb D f - Móng chịu tải tâm nên chọn b = l F chọn b l tb N tc Mặt phẳng đáy móng * , c, ptc Df Rtc sat - Kiểm tra kích thước b l chọn phải thỏa điều kiện ptc Rtc p tc = N tc + tb Df F - Nếu điều kiện ptc Rtc không thỏa tăng b l Tính tốn thiết kế Móng đơn Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 • Điều kiện cường độ p tt ≤ qa = qult FS Mặt đất tt p - áp lực tính tốn đáy móng * N tt tb Mặt phẳng đáy móng tt N p tt = + tb Df F qult - sức chịu tải cực hạn đất , c, Df qul t đáy móng FS - hệ số an toàn (FS = 23) ptt sat Nếu điều kiện ptt qa không thỏa tăng b l • Điều kiện biến dạng (lún) s ≤ [s ] [s] – độ lún cho phép móng Độ lún cho phép móng quy định dựa vào mức độ siêu tĩnh cơng trình (tham khảo bảng….), nhà BTCT đổ toàn khối [s] = 8cm Trình tự tính tốn độ lún s xem mục 3.2.2 chương n n e1i - e2 i hi i =1 + e1i s = ∑ si = ∑ i =1 Áp lực gây lún trung bình tâm đáy móng N tc + ( tb - * )Df F Nếu điều kiện lún s [s] không thỏa tăng b l pgl = Tính tốn thiết kế Móng đơn Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 Bước Xác định chiều cao móng h Dựa vào điều kiện xuyên thủng Pxt ≤ N tt Pcx Xét cân lực phần nón xuyên Df h h0 a 450 Pxt - lực gây xuyên thủng tt pnet bc Pcx - lực chống xuyên thủng hc Pcx = 0.75 Rbt (2bc + 2hc + 4h0 )h0 hc+2h0 l Cách xác định h (a = 7cm) i) Pxt ≤ bc+2h0 b tt [ b × l - (bc + 2h0 )(hc + 2h0 )] Pxt = pnet Pcx BPT bậc theo h0 h0 h = h0 + a (làm tròn ) ii) Chọn trước h h0 = h - a Kiểm tra điều kiện: Pxt ≤ Pcx N tt Df h h0 a Df h h0 a 450 0.75 Rbt 450 tt pnet tt pnet N tt N tt 0.75 Rbt 0.75 Rbt tt pnet h h0 a Df 450 hc+2h0 tt pnet Tính tốn thiết kế Móng đơn Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 Lực gây xuyên thủng Pxt tb tt Pxt = pnet Sngoài đáy tháp xun Sngồi đáy tháp xun = dtích vùng gạch chéo Df h h0 a tt [ b × l - (bc + 2h0 )(hc + 2h0 )] Pxt = pnet 0.75 Rbt 450 tt pnet Áp lực TLBT đất đài hc b N tt + tb Df F bc Phản lực đáy móng p tt = bc+2h0 • Tính xun thủng với phản lực ròng tb Df N tt F tt Phản lực ròng đáy móng pnet = hc+2h0 l Lực chống xuyên thủng Pcx N tt Diện tích xung quanh tháp xun = Diện tích mặt hình thang có chiều cao h0 0.75 Rbt tt pnet + bc + 2h0 ) h0 2 + (h + hc + 2h0 ) 2× c h0 2 2× (b c (dt mặt bên bc) (dt mặt bên hc) Sxq _ thap _ xuyen = (2bc + 2hc + 4h0 )h0 Lực chống xuyên Pcx _ nghiêng = 0.75 Rbt (2bc + 2hc + 4h0 )h0 Lực chống xuyên Pcx = Pcx _ nghiêng × cos 450 = 0.75 Rbt (2bc + 2hc + 4h0 )h0 Tính tốn thiết kế Móng đơn Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 Bước Tính tốn bố trí thép Thép theo phương cạnh dài l , số 1 pnet ( l - hc ) b tt bc M1-1 = b • Momen mặt cắt ngàm 1-1 hc • Diện tích cốt thép As1 = (l – hc)/2 M1-1 M1-1 ≈ Rs h0 0.9Rs h0 l • Bố trí thép - Chọn Diện tích tiết diện ngang thép as = - Số thép ns = As1 as 2 (làm tròn ) - Khoảng cách thép @ = ns ? @ ? b - × 100 ns - (làm tròn ) • Tính tốn thép với phản lực ròng * Df N tt M1-1 tt pnet 1 p tt tb Df (l – hc)/2 × l - hc ×b 2× tt M1-1 = pnet × ( l - hc ) × b Phản lực đất lên đáy móng N tt + tb Df F Áp lực đất đài lên đáy móng tb Df p tt = Phản lực ròng đất lên đáy móng tt pnet = p tt b l - hc bc tt M1-1 = pnet × hc l N tt F Tính tốn thiết kế Móng đơn Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 Thép theo phương cạnh ngắn b, số 2 • Diện tích cốt thép As = M 2-2 Rs h0 b tt p (b - bc )2 l net bc M 2-2 = (b – bc)/2 • Momen mặt cắt ngàm 2-2 hc ≈ M 2- 0.9Rs h0 l • Bố trí thép - Chọn Diện tích tiết diện ngang thép as = - Số thép ns = As as (làm tròn ) - Khoảng cách thép @ = l - × 100 ns - ns ? @ ? Bước Trình bày vẽ (làm tròn • Ghi chú: 50 350 812@175 100 200 150 ─ Thép móng AI: Rs = 225 MPa ) 0.0m ĐK (300 600) ─ Bê tơng lót đá 46 B7.5 dày 100 2 - 1.5m 812@175 100 ─ Bê tông bảo vệ dày 50 200 1600 100 1800 200 100 1600 100 1800 Tính tốn thiết kế Móng đơn Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 2.2 MÓNG ĐƠN CHỊU TẢI LỆCH TÂM Bước Chọn chiều sâu đặt móng - Đủ sâu lớp đất bề mặt chịu ảnh hưởng phong hóa thời tiết - Ít ảnh hưởng đến móng cơng trình lân cận - Đặt lớp đất đủ chịu lực, không đặt rễ cây, đường ống dẫn - Đặt đủ sâu thỏa điều kiện trượt lật cho móng Bước Xác định kích thước đáy móng b l cho đất đáy móng thỏa điều kiện ổn định, cường độ biến dạng • Điều kiện 1: ổn định tc ptb ≤R tc pmax ≤ tc 1.2 R tc N tc tc tc - áp lực tiêu chuẩn trung bình, ptbtc , pmax , pmin cực đại cực tiểu tc tc 6Mđy N tc 6Mđx ± + tb Df ± F b × l b ×l N tc ptbtc = + tb Df F Df h tc pmax tc pmin - Trường hợp đáy móng hình chữ nhật tc pmax = M ytc H xtc tc pmin ≥0 N tc y tc Mđy b M x tc đx đáy móng l Tính tốn thiết kế Móng đơn Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 Tổng hợp momen trọng tâm đáy móng y N tc tt Mđx = M xtt + H ytt × h M tt đy tt y tc M đx = tt x M = M +H ×h tc đy = tt đx M n tc Mđy b M tt M đy x tc đx đáy móng n l Cách viết khác tc pmax ex = 6ey N tc 6e = 1± x ± + tb Df F b l tt đx tt M N ey = M y ex b O N tc ey x tt đy tt đáy móng N l ex , ey – độ lệch tâm lực dọc theo phương x y Cách xác định b l thỏa điều kiện ổn định • Chọn sơ b = 1m • Tính Rtc R tc = m1m2 (A b + B Df * + c D) K tc • Xác định sơ diện tích đáy móng ptbtc • Chọn b l ≤ R tc ⇔ F ≥ N tc R tc - tb Df (dựa vào giá trị tham khảo • Kiểm tra điều kiện ổn định tc ptb ≤ tc tc R , pmax (⇒ F ) F ) ≤ tc tc 1.2 R , pmin ≥ • Nếu điều kiện ổn định khơng thỏa tăng b l Lưu ý: ─ Giải lặp thử dần để có kết tối ưu ─ Có nhiều lời giải b l thỏa điều kiện ổn định Tính tốn thiết kế Móng đơn Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 • Điều kiện 2: cường độ ─ Áp lực đáy móng tt pmax ≤ qa = qult FS Mặt đất tb N tt tc tc H x móng M y Mặt * phẳng đáy tt pmin tt - áp lực tính tốn cực đại pmax tt max p N tt F tt tt 6M đx b l tt Df pmax 6M đy bl tb Df , c, qul t qult , qa - sức chịu tải cực hạn cho phép đất đáy móng sat FS - hệ số an tồn (FS = 23) tt Nếu điều kiện pmax qa không thỏa tăng b l • Điều kiện 2: cường độ ─ Hệ số an toàn trượt FS truot = ∑ Fchong truot Mặt đất ≥ ∑ Fgây truot [FS ] truot Ea tb N H xtc tt M ytc Ep Df ∑ Fchong truot = Rd + E p × b ∑ Fgây truot = H xtt + Ea × b Rd Ea , E p - áp lực đất chủ động bị động Rd - Lực ma sát móng đất Rd = ( tan a + ca )× b × l = ptbtt = N tt + tb Df F ca , a lực dính góc ma sát móng đất (ca = c , a = ) [FS]trượt – Hệ số an toàn trượt cho phép (= 1.21.5) 10 Tính tốn thiết kế Móng đơn Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 • Điều kiện 3: biến dạng (lún) s ≤ [s ] [s] – độ lún cho phép móng Độ lún cho phép móng quy định dựa vào mức độ siêu tĩnh cơng trình (tham khảo bảng….), nhà BTCT đổ tồn khối [s] = 8cm Trình tự tính tốn độ lún s xem mục 3.2.2 chương n n e1i - e2 i hi i =1 + e1i s = ∑ si = ∑ i =1 Áp lực gây lún trung bình tâm đáy móng pgl = N tc + ( tb - * )Df F Nếu s > [s] tăng b l Bước Xác định chiều cao móng h N tt Dựa vào điều kiện xuyên thủng Pcx Xét cân lực mặt tháp xuyên nguy hiểm (móng lệch tâm phương) × l - hc - 2h0 Pcx = 0.75 Rbt (bc + h0 )h0 tt pmax ( net ) N F hc ) tt 6M đy b l tt p1( net ) × b () tt tt tt p1tt( net ) = pmin( net ) + pmax( net ) - pmin( net ) × tt tt pmax( net ) tt pmin( net ) () ( Df 450 l + hc + 2h0 2l b Pxt = tt p1tt( net ) + pmax( net ) h h0 a bc+2h0 ≤ bc Pxt M ytc tc Hx Cách xác định h (a = 7cm) hc+2h0 l – hc–2h0 l Chọn trước h h0 = h - a Kiểm tra điều kiện: Pxt ≤ Pcx 11 Tính tốn thiết kế Móng đơn Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 N tt M ytc tc Hx h h0 a Df 450 tt pmin( net ) tt pmax( net ) tt p1( net ) b bc bc+2h0 hc hc+2h0 l - hc+2h0 l Bước Tính tốn bố trí thép Thép theo phương cạnh dài l , số • Momen mặt cắt ngàm 1-1 tt 2( net ) p (2p tt max( net ) ) + p2( net ) ( l - hc ) b tt 24 tt tt tt l hc pmin( net ) pmax( net ) - pmin( net ) 2l hc • Diện tích cốt thép As1 = • Bố trí thép M1-1 M1-1 ≈ Rs h0 0.9Rs h0 (l – hc )/2 l - Chọn Diện tích tiết diện ngang thép as = - Số thép ns = As1 as b bc M1-1 = 2 (làm tròn ) - Khoảng cách thép @ = ns ? @ ? b - × 100 ns - (làm tròn ) 12 Tính tốn thiết kế Móng đơn Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 Momen mặt cắt ngàm 1-1 N H tt M tc x tc y Df M1-1 tt h h0 a pmax( net ) tt p2( net ) 1 P1 (l – hc)/2 tt pmin( net ) d1 tt pmax( net ) • Hợp lực P tt tt pmax( net ) + p2( net ) l - hc P1 = ì ìb 2 Cỏnh tay ũn d1 tt p2( net ) tt b bc hc d1 = tt max( net ) p tt 2( net ) +p ì l - hc 2ì3 Momen M1-1 tt tt M1-1 = pmax( net ) + p2( net ) ( l - hc ) b 24 l - hc l tt pmax( net ) + p2( net ) ( ) ptb ( net ) (b - bc ) l tt • Diện tích cốt thép As = M 2-2 Rs h0 2 b M 2-2 = bc • Momen mặt cắt ngàm 2-2 (b – bc )/2 Thép theo phương cạnh ngắn b, số hc ≈ M 2- 0.9Rs h0 l • Bố trí thép - Chọn Diện tích tiết diện ngang thép as = - Số thép ns = As as (làm tròn ) - Khoảng cách thép @ = ns ? @ ? 2 l - × 100 ns - (làm tròn ) 13 Tính tốn thiết kế Móng đơn Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 Momen mặt cắt ngàm 2-2 N H tt M ytc tc x Df M2-2 tt h h0 a ptb ( net ) 2 (b – bc)/2 tt pmax( net ) tt pmin( net ) d2 • Hợp lực P2 tt P2 = ptb ( net ) × hc bc b - bc ×l • Cánh tay đòn d2 d2 = l P2 b - bc 2ì Momen M2-2 tt M 2-2 = ptb ( net ) (b - bc ) ×l Bước Trình bày vẽ 0.0m ĐK (300 600) Tương tự móng đơn chịu tải tâm 50 350 ─ Bê tơng lót đá 46 B7.5 dày 100 812@175 100 200 150 • Ghi chú: - 1.5m 812@175 100 ─ Thép móng AI: Rs = 225 MPa ─ Bê tông bảo vệ dày 50 200 1600 100 1800 200 100 1600 100 1800 14 ... lên đáy móng N tt + tb Df F Áp lực đất đài lên đáy móng tb Df p tt = Phản lực ròng đất lên đáy móng tt pnet = p tt b l - hc bc tt M1-1 = pnet × hc l N tt F Tính tốn thiết kế Móng đơn Biên... thiết kế Móng đơn Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 2.2 MÓNG ĐƠN CHỊU TẢI LỆCH TÂM Bước Chọn chiều sâu đặt móng - Đủ sâu lớp đất bề mặt chịu ảnh hưởng phong hóa thời tiết - Ít ảnh hưởng đến móng. .. đáy móng hình chữ nhật tc pmax = M ytc H xtc tc pmin ≥0 N tc y tc Mđy b M x tc đx đáy móng l Tính tốn thiết kế Móng đơn Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 Tổng hợp momen trọng tâm đáy móng