Bài giảng thiết kế móng băng

Bài giảng thiết kế móng băng, môn nền móng của thầy Lê Trọng Nghĩa, ĐHBKTPHCM...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Bài giảng Móng băng Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 PHẦN 2: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MĨNG BĂNG II MÓNG BĂNG MỘT PHƯƠNG (dưới dãy cột) Cột (cổ cột) Bê tơng lót Dầm (sườn) móng Bản (cánh) móng Bài giảng Móng băng Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 II MÓNG BĂNG MỘT PHƯƠNG (dưới dãy cột) Trình tự tính tốn thiết kế Thơng số đầu vào tính tốn & thiết kế - Tải trọng (N,M,H) chân cột Thông số đầu - Chiều sâu đặt móng Df - Kích thước đáy móng b L - Địa chất: đặc trưng , c, , e-p, … TCXD (VN) - Đặc trưng vật liệu BT (B15, B20,…), cốt thép (AI, AII, CI,…) - Kích thước tiết diện ngang bd Eurocode BS, ACI, … hb h b Bước Chọn chiều sâu đặt móng - Tương tự móng đơn chịu tải lệch tâm - Thép móng Bản vẽ thi cơng - Giá trị đề xuất Df = [1  2] (m) 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 ptbtc  R tc tc pmax ≤ 1.2R tc tc pmin 0 tc tc tc ptb , pmax , pmin - áp lực tiêu chuẩn trung bình, cực đại cực tiểu tc pmax = N F ptbtc = tc N = tt tc ± 6M tc +  tb Df tc M b×L N tc +  tb Df F N tt n M = tt n n = 1.15 tt N , M - tổng hợp lực momen trọng tâm đáy móng Bài giảng Móng băng Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 Tổng hợp lực momen trọng tâm đáy móng la l1 l2 tt l3 tt N1 M tt H1 M tt H2 tt N4 N3 tt lb tt tt N2 tt l4 M tt H3 tt N5 M tt H4 tt M tt tt H5 Df h d3 d2 d1 N H d4 d5 tt tt đáy móng M tt n N = N1 + N +  + N5 = ∑ N i tt tt tt tt tt Như hình minh họa i =1 d = L – la d = L – lb – l4 di – cánh tay đòn, khoảng cách từ d = L – la – l1 d = L – lb lực N itt đến trọng tâm đáy móng d = L – la – l1 – l2 n n n M = ∑ M i + ∑ (N i × d i ) + ∑ H i × h tt tt i =1 tt tt i= i =1 Cách xác định b L thỏa điều kiện ổn định (có trước) • Chiều dài móng: L = la + l1 + l2 + … + lb la , lb = [1/5 1/3] lnhịp biên • Chọn sơ chiều cao dầm móng h (giá trị tham khảo) h = [1/ 12 ÷ 1/ 6] limax • Chọn sơ b = 1m R tc = • Tính Rtc m1m2 (A b  + B Df  * + c D) K tc • Xác định sơ diện tích đáy móng ptbtc ≤ R tc ⇔ F ≥ N tc  R tc -  tb Df b • Chọn b (làm tròn tăng) • Kiểm tra điều kiện ổn định ptbtc ≤ tc R tc , pmax ≤ F L tc 1.2 R tc , pmin ≥ • Nếu điều kiện ổn định khơng thỏa  tăng b Bài giảng Móng băng Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 • Điều kiện 2: Cường độ đất đáy móng ─ Áp lực đáy móng qult q FS  ttult pmax FS - áp lực tính tốn cực đại tt pmax qa  ≤ tt pmax tt pmax  tt ≥ FS    tt 6M N    tb Df F b  L2 qult , qa - sức chịu tải cực hạn cho phép đất đáy móng băng qult = c Nc + q Nq + 0.5  b N  FS - hệ số an toàn (FS = 23) tt  qa không thỏa  tăng b L Nếu điều kiện pmax • Điều kiện 2: Cường độ đất đáy móng theo TCVN 9362 : 2012 Theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCVN 9362 : 2012 sức chịu tải móng có đáy phẳng, chịu tải trọng thẳng đứng, đồng áp lực bên hơng móng chênh lệch khơng q 25% tính sau:    b l AI b  I  BI Df  I  DI cI  Trong đó: b , l - bề rộng chiều dài tính đổi móng b  b  eb l  l  el eb , el - độ lệch tâm điểm đặt lực theo phương cạnh b l Bài giảng Móng băng Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 Lực lệch tâm Phần diện tích có hiệu y Phần diện tích bỏ qua x eb  el  M xtt  độ lệch tâm điểm đặt lực theo phương cạnh b N tt M ytt N tt  độ lệch tâm điểm đặt lực theo phương cạnh l Độ lệch tâm điểm đặt lực theo phương cạnh b y N tt tt M đy b x tt M đx tt M đx eb  tt N đáy móng l Độ lệch tâm điểm đặt lực theo phương cạnh l y N tt el ell  M tt đy b O eb x N tt đáy móng l Bài giảng Móng băng Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 AI, BI DI hệ số không thứ nguyên xác định theo công thức AI   i n BI  q iq nq DI  c ic nc  , q , c hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào trị tính tốn theo TTGH I góc ma sát I Lưu ý:  trục tung :  , q , c  trục hoành : tan  I Bài giảng Móng băng Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 i , iq , ic  hệ số ảnh hưởng góc nghiêng tải trọng, phụ thuộc vào trị tính tốn góc ma sát đất I góc nghiêng  hợp lực đáy móng so với phương đứng N tt y el b O  eb x đáy móng l Biểu đồ tra hệ số ảnh hưởng góc nghiêng tải trọng i , iq , ic Bài giảng Móng băng Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 n , nq , nc  hệ số ảnh hưởng tỉ số cạnh đáy móng hình chữ nhật n   0.25 n nq   n nc   n với n l b  I ,  I  trọng lượng riêng đất bên bên đáy móng (lấy giá trị đẩy đất nằm MNN) cI  lực dính đất bên bên đáy móng Df  chiều sâu đặt móng, trường hợp cao trình mặt đất khơng giống phía móng lấy giá trị phía nhỏ Bài giảng Móng băng Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016  Điều kiện sức chịu tải nền: N tt   ktc N tt  tải trọng tính toán k tc  hệ số độ tin cậy, quan thiết kế quy định tùy theo tính chất quan trọng nhà cơng trình, ý nghĩa nhà cơng trình tận dụng chịu tải nền, mức độ nghiên cứu điều kiện đất đai lấy khơng nhỏ 1.2 • Điều kiện 2: Cường độ đất đáy móng ─ Hệ số an tồn trượt (tương tự móng đơn lệch tâm) FS truot = ∑ Fchong truot ∑ Fgây truot ≥ [FS ] truot ∑ Fchong truot = Rd + E p × b tt ∑ Fgây truot = H x + Ea × b Ea , E p - áp lực đất chủ động bị động Rd - Lực ma sát móng đất Rd = ( tan a + ca )× b × L tt tb =p = N tt F +  tb Df ca , a lực dính góc ma sát móng đất (ca = c , a = ) [FS]trượt – Hệ số an toàn trượt cho phép (= 1.21.5) Bài giảng Móng băng Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 Xét cân trượt móng la l1 tt tt N1 tt H1 l3 l2 M H tt H M tt tt N4 N3 M tt tt tt N2 tt lb l4 tt H tt N5 M tt M tt tt H5 Df pa    tt ∑ Fgây truot = H x + Ea × b ∑ Fchong truot = Rd + E p × b E p  K p  Df pp Ea  K a  Df (bỏ qua lực dính c) Rd    b  L   tan a  ca   b  L tt tb  = p = N tt +  tb Df F • 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 toàn khối [s] = 8cm Trình tự tính tốn độ lún s xem chương Cơ học đất n n s  ∑ si  ∑ i 1 i 1 e1i - e2i hi  e1i 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 = 10 Bài giảng Móng băng Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 Bước Chọn sơ kích thước tiết diện móng - Chiều cao dầm móng h  1 h     limax 12  bb h  Tải trọng (số tầng)  Hàm lượng cốt thép dầm móng hợp lý = As bb h0 hb h b ì 100 % = [0.8 ữ 1.5] % - Bề rộng dầm móng bb bb = [0.30.6] h bc – bề rộng cột bb  bc + (100mm) 100mm cấu tạo cốt pha Bước Chọn sơ kích thước tiết diện móng - Chiều cao móng hb Dựa vào điều kiện khơng đặt cốt đai (mục 6.2.3.4 – TCXDVN 356 : 2005) Q≤  b 1   n Rbt b h02 c Trong vế phải lấy khơng lớn 2.5Rbbh0 không nhỏ b3(1+n)Rbt b h0 Để an toàn: Q  b3(1+n)Rbt b h0 b3 = 0.6 bê-tông nặng n - xét ảnh hưởng lực dọc kéo, nén; móng khơng có lực dọc nên lấy n = 11 Bài giảng Móng băng Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 - Chiều cao móng hb Áp dụng cơng thức vào tính tốn chiều cao móng: Q  b3(1+n)Rbt b hb0 = 0.6 Rbt b hb0 Xét 1m bề rộng móng (b = 1m): tt  pmax( net ) ×  hb ≥ b - bb tt pmax( net ) × tt max( net ) p × 1m ≤ b - bb 1.2 Rbt tt 0.6Rbt hb × 1m bb  hb = hb0 + a Q tt N 6M   F b  L2 - Chiều cao móng hb tt pmax( net ) b Chọn theo cấu tạo  200mm Bước Xác định nội lực (M,Q) dầm móng băng 1- Khai báo sơ đồ dầm móng băng Sap2000, tiết diện ngang dầm xác định Bước 2- Khai báo tải trọng (Nitt, Mitt) nút chân cột (bỏ qua thành phần lực ngang Hitt) 3- Nền đất bên móng khai báo lò xo có độ cứng Ki - Độ cứng lò xo thứ thứ n: K1 = Kn = Cz  b  (a/2) - Độ cứng lò xo thứ đến thứ n-1: K2 = Kn-1 = Cz  b  a với : a  khoảng cách lò xo (thường chọn a = 0.1m) b  bề rộng móng Cz  hệ số theo phương đứng 12 Bài giảng Móng băng Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 Bước Xác định nội lực (M,Q) dầm móng băng la l1 l2 tt tt N1 H l3 tt N2 M tt tt H l4 tt M tt H tt N4 N3 tt lb M tt tt H N5 M tt tt M tt tt H5 h tt pmin( net ) tt pmax( net ) tt tt tt N1 M tt M2 tt tt N3 N2 tt N5 N4 tt M3 tt M4 tt M5 M Q Bước Tính tốn bố trí cốt thép cho móng băng Cốt thép dọc cốt đai để chịu momen lực cắt dầm móng tính tốn tương tự dầm dầm phụ BTCT 13 Bài giảng Móng băng Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 Bước Trình bày vẽ móng băng Xem chi tiết vẽ 14 .. .Bài giảng Móng băng Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 II MĨNG BĂNG MỘT PHƯƠNG (dưới dãy cột) Trình tự tính tốn thiết kế Thơng số đầu vào tính tốn & thiết kế - Tải trọng (N,M,H)... cho móng băng Cốt thép dọc cốt đai để chịu momen lực cắt dầm móng tính tốn tương tự dầm dầm phụ BTCT 13 Bài giảng Móng băng Biên soạn: TS Lê Trọng Nghĩa 9/30/2016 Bước Trình bày vẽ móng băng. .. đáy móng (lấy giá trị đẩy đất nằm MNN) cI  lực dính đất bên bên đáy móng Df  chiều sâu đặt móng, trường hợp cao trình mặt đất khơng giống phía móng lấy giá trị phía nhỏ Bài giảng Móng băng