Tài liệu Giáo trình xây dựng_phần 3 pdf

II PHƯƠNG ÁN 2: MÓNG BÈ TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN II.1 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG KHUNG TRUYỀN XUỐNG MÓNG: -Tải trọng cơng trình bên truyền xuống móng có tính dựa vào số liệu kích thước dầm,sàn,cột,tường,cầu thang tính phần trước -Tổng lực dọc truyền xuống móng từ kết tính tổng tĩnh tải hoạt tải cơng trình truyền xuống : ∑Ntt = 4635.01 (T ) ∑Ntc = ∑Ntt/1.15 = 4030.44 (T) Diện tích móng F = 26 x 19.6 =509.6m2 TẢI TRỌNG BẢN THÂN CÔNG TRÌNH SÀN VỊ TRÍ TRỆT LỬNG LẦU1 LẦU2 LẦU3 LẦU4 LẦU5 LẦU6 LẦU7 CẦU THANG( T CỘT( T ) DẦM( T ) (T/m2 ) ) TƯỜNG( T ) TỔNG( T ) 44.1 44.1 31.5 27 24.75 24.75 18 18 14.4 76.05 76.05 76.05 76.05 76.05 65.33 65.33 65.33 56.55 198.74 198.74 198.74 198.74 198.74 198.74 198.74 198.74 157.17 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5 13.5 209.67 209.67 209.67 209.67 209.67 209.67 209.67 209.67 209.67 542.06 542.06 529.46 524.96 522.71 511.99 505.24 505.24 451.29 TỔNG 4635.01(T) Xác định momen lực cắt truyền xuống móng : Từ tải trọng gió tác dụng vào khối nhà theo hai phương x,y ta tìm momen M lực cắt Q: BẢNG GIÁ TRỊ TẢI TRỌNG MY (Tm) 1592.14 N (T) 4635.01 QX (T) 66.35 Q Y(T) TÍNH TỐN MX (Tm) 2653.6 TIÊU CHUẨN 2307.48 1384.47 4030.44 57.69 34.62 TẢI TRỌNG II.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN MĨNG : - Chọn sơ chiều dày đáy : ⎛ 1⎞ hb = ⎜ ÷ ⎟ L ⎝ 12 ⎠ L = 7m : khoảng cách lớn cột ⎛ 1⎞ ⇒ hb = ⎜ ÷ ⎟700 = (58.33 ÷ 87.50) ⎝ 12 ⎠ * Chọn hb = 40 cm 39.81 - Chọn sơ chiều cao dầm : ⎛1 1⎞ hd = ⎜ ÷ ⎟ L ⎝8 6⎠ ⎛1 1⎞ ⇒ hd = ⎜ ÷ ⎟700 = (87.5 ÷116.7) ⎝8 6⎠ * Chọn hd = 1500 cm - Chọn sơ bề rộng dầm : ⎛1 1⎞ bd = ⎜ ÷ ⎟hd bd ≥ bc ⎝ 4⎠ * Chọn bd = 70 cm Vậy kích thước tiết diện dầm (hd∗bd) = (70∗150) cm - Chọn dầm móng trục 2, 3, 4, có tiết diện(hd∗bd) = (130∗70) cm - Chọn dầm móng trục A, B, C, D có tiết diện(hd∗bd) = (100x70) cm - Chọn dầm móng trục 1, có tiết diện(hd∗bd) = (100x50) cm Chiều sâu chơn móng : hm = 3(m) Y S2 70X100 A S1 S4 50X100 70X130 70X100 70X100 S4 S5 50X100 S2 70X100 70X100 S3 S6 70X100 X 50X100 70X100 S1 70X130 70X130 S6 70X100 70X100 70X130 S1 70X100 70X130 50X100 50X100 S5 70X100 S2 S3 70X130 70X130 50X100 S2 70X100 C B S1 70X100 70X130 D S4 70X130 S4 70X100 S3 70X100 70X100 S3 MB DẦM MÓNG, BẢN MÓNG IV Xác định áp lực đất đáy móng Gọi N, MX, QX, MY, QY lực dọc, mômen, lực cắttheo phương x, mômen,lực cắt theo phương y, đặt tâm mặt khối nhà.(Vì tính khung ta tính khung phẳng nên tính tổng giá trị M,N,Q đặt tâm mặt cơng trình ta lấy tổng tĩnh tải,hoạt tải cơng trình truyền xuống ) Gọi (X, Y) toạ độ trọng tâm đáy móng cơng trình Lm 26 = = 13 (m) 2 B 19.6 Y= m = = 9.8 (m) 2 Lực dọc tác dụng trọng tâm đáy móng kể trọng lượng thân móng đất phủ : Nm = Ntc + Nb + Ntb Trong đó: Ntc = 4030.44 (T) Trọng lượng móng : Nb = Fm x hb x γ = 509.6 x 0.4 x = 509.6 (T) Trọng lượng dầm đất phủ lấy trung bình với γtb = 2T/m3 Ntb = Fm x (hm - hb) x γtb = 509.6 x (3 - 0.4) x = 2649.92 (T) ⇒ Nm = 4030.44 + 509.6 + 2649.92 = 7189.96 (T) V Kiểm tra áp lực đất đáy móng theo TTGH : c N TC m ∑ M x c ∑M cy X P (max,min ) = ± Y± Fm Jx Jy Ta có : X = Trong : B ∗ Lm 19.6 x 26 Jx = m = = 28707.47(m4) 12 12 Lm ∗ B m 26 x19.6 Jy = = =16313.99(m4) 12 12 X = 13 (m) , Y = 9.8 (m) 7189.96 2307.48 1384.47 c ⇒ P (max,min ) = ± 9.8 ± x13 26 x19.6 28707.47 16313.99 ⇒ Pcmax = 15.99 (T/m2) Pcmin = 12.23 (T/m2) Ap lực tiêu chuẩn đáy móng : m ∗ m2 ' R tc = ABmγ II + Bhm γ II + Dc k tc Trong : ktc = : tiêu lý lấy theo kết thí nghiệm trực tiếp với đất m1, m2 : hệ số điều kiện làm việc đất dạng kết cấu cơng trình tác động lại với đất m1 = 1.2 (Sét pha cát) L m2 = 1.1 ( = 1.7) H Bm = 19.6 (m ) : chiều rộng móng hm = (m) : chiều sâu chơn móng γII = 2.02 (T/m) : dung trọng đất đáy móng ’ γ II = (T/m3) A, B, D : hệ số tra bảng theo ϕ A = 0.324 Ta có :ϕ = 15°14’ tra bảng B = 2.31 D = 4.89 ( CII = 0.22 (KG/cm2) = 2.2 (T/m2) ) qua 1.2 x1.2 (0.324 x19.6 x 2.02 + 2.31x3x2 + 4.98 x 2) ⇒ Rtc = 48.14 (T/m2) ⇒ R tc = Ta thấy : Pmax = 15.99(T/m2) < 1.2Rtc = 1.2 x 48.14 = 58.73(T/m2) Pmin = 12.23(T/m2) > Vậy đất đáy móng ổn định * Ta thấy lớp đất thứ (Sét pha cát) có góc ma sát ϕ(1) = 15°14’ nhỏ góc ma sát lớp đất thứ (Sét pha cát có lẫn sạn Laterite) có ϕ(2) = 19°24’ nên ta khơng cần phải kiểm tra điều kiện : σzγ + σzp ≤ Rz(2) Trong : σzγ = γi.hi (T/m2) σzp = k0.pgl (T/m2) ⎛ L 2Z ⎞ ko = f ⎜ m , ⎟ ⎜ B B ⎟ tra bảng - sách hướng dẫn đồ án móng Gs.Ts ⎝ m m⎠ Nguyễn Văn Quảng độ sâu z Rz = (A.b γII + B.H.γII’ + D.cII ) VI Kiểm tra lún cho móng Vì móng có B = 19.6 m > 10 m nên ta tính lún cho móng có kể đến tượng nở hơng đất cịn gọi tượng tập trung ứng suất theocông thức EGOROV n K − K i −1 S = P gl z =0 Bm M ∑ i Ei i =1 Trong : Pglz = : ứng suất gây lún trung bình đáy móng Vì Bm = 19.6m > 10m nên ta lấy Pglz =0 = Pmax = 15.99 (T/m2) - M : hệ số điều chỉnh kể đến tượng tập trung ứng suất phụ thuộc vào 2H m= B - H : chiều dày lớp đàn hồi hữu hạn H = H0 + t.Bm Vì móng đặt đất sét nên : H0 = (9 + 6)/2 = 7.5m t = (0.15 + 0.1) / =0.125 ⇒ H = 7.5 + 0.125 x 19.6 = 9.95 (m) H ∗ 9.95 ⇒m= = = 1.02 Bm 19.6 Tra bảng - 11 sách hướng dẫn đồ án móng Gs.Ts Nguyễn Văn Quảng ta M = 0.9 ⎛ L 2Z ⎞ Ki = f ⎜ m , ⎟ ⎜ B B ⎟ tra bảng -12 sách hướng dẫn đồ án móng Gs.Ts Nguyễn ⎝ m m⎠ Văn Quảng, kết đưa vào bảng sau : Lớp đất Sét pha cát Et pha cát lẫn Laterite Chiều dày (m) Ei (T/m2) 1174.5 1195.2 2Z B 0.102 0.82 L B 1.33 1.33 Ki Ki-1 0.0245 0.245 0.0245 ⎛ 0.0245 − 0.245 − 0.0245 ⎞ + ⇒ S = 15.99 x19.6 x0.9⎜ ⎟ = 0.057 (m) = 5.7 (cm) 1195.2 ⎝ 1174.5 ⎠ ⇒ S = 5.7 (cm) < Sgh = 8(cm) Vì móng bè có khả làm giảm độ lún khơng nên độ lún chấp nhận Vậy móng thoả điều kiện tính lún VII Tính ổn định vị trí móng Vì cơng trình chịu tải trọng ngang ta phải kiểm tra trượt lật móng Ap lực gió coi phân bố theo diện tích đón gió mặt bên cơng trình đưa lực tập trung đặt trọng tâm diện tích đón gió sau truyền đáy móng xác định theo cơng thức sau : P = n x qc x F =1.2 x 83 x (26 x 19.6) = 50756.16 (kG)=50.756 (T) Trong : n = 1.2 : hệ số vượt tải qc = 83(KG/cm2) : áp lực gió tiêu chuẩn THỦ ĐỨC F = (Lm∗H) : diện tích đón gió Lm : chiều dài móng H : chiều cao nhà kể từ mặt Kiểm tra lật Cơng trình có khả bị lật tác dụng tải trọng gió Điều kiện để cơng trình khơng bị lật : Mchống lật > Mgây lật Trong : B Mchống lật = N x m = 4030.44 x 9.8 = 39498.31 (Tm) H Mgây lật = P x ( + hm ) = 50.756 x (15 + 3) = (Tm) ⇒ Mchống lật = 54507.71 (Tm) > 1.4 Mgây lật =1279.05 (Tm) Vậy cơng trình khơng bị lật tác dụng tải trọng gió VIII Tính tốn kết cấu móng Do móng bè có diện tích chiều dày lớn nên ta coi tuyệt đối cứng Độ cứng xác định từ độ mảnh t : (1 − μ ).π E0 Bm Lm ≈ 10 E0 Lm < t= E h0 4(1 − μ ).E.J Ta tính kết cấu móng bè sàn lật ngược chịu tải trọng phân bố áp lực PTB đáy móng P = n∗PcTB = 1.2 x 15.39 = 18.47 (T/m2) Tính móng III-1 : Tính tốn kê ( Sàn làm việc theo phương ) - Ta xem ô sàn chịu uốn theo hai phương, để thiên an tồn ta tính tốn đơn theo sơ đồ đàn hồi, không xét đến ảnh hưởng ô kế cận - Dựa vào liên kết ô với hệ dầm (ngàm khớp) ta dùng11 loại ô lập sẵn để xác định hệ số cho momen P BẢNG SƠ ĐỒ TÍNH CHO CÁC Ơ BẢN KÊ Số hiệu sàn Chiều dày bàn sàn hb (cm) Liên kết sàn với cạnh 3.25 Ngàm 130 3.25 Ngàm 130 3.25 Ngàm 100 2.5 Kê Sơ đồ tính 40 S1 Các tỷ số 130 S2 Chiều cao dầm móng 40 - Theo bảng xác định sơ đồ tính S2 ta thấy dạng sơ đồ tính giống ô số 11 ô lập sẳn - Ta có cơng thức để xác định giá trị tải trọng tác dụng lên ô sau: + Mômen dương lớn nhịp M1 = m91.P M2 = m92.P + Mômen dương lớn nhịp MI = k9I.P MII = k9II.P đó: với q = 15.99 (T/m2) - P = q l1 l2 = 15.99 x x 6.3 = 705.16 T ; - m71, m72, k7I, k7II :Tra bảng phụ lục/378 sách kết cấu BTCT Thầy Võ Bá Tầm - m91, m92, k9I, k9II :Tra bảng phụ lục/378 sách kết cấu BTCT Thầy Võ Bá Tầm M II M1 M2 MI M II MI M II P = 9 T /m M II M2 7m SƠ ĐỒ TÍNH Ơ BẢN ĐÁY S2 6.3m M1 MI P = 15.99T/m2 MI M1 M1 M2 M II MI M II 6.3m P = 15.99T/m2 MI MI P = 9 T /m M II M2 7m SƠ ĐỒ TÍNH Ơ BẢN ĐÁY S1 TÍNH CÁC GIÁ TRỊ NỘI LỰC Ơ SÀN S1 Kích thước Tỷ số Tổng tải trọng tác dụng l2 (m) l1(m ) l2/l1 P = ql1l2 (T) m71 m72 k71 k72 M1 M2 MI MII 6.3 1.11 705,16 0.0234 0.0169 0.0565 0.035 16500.7 11917.2 39841.5 24680.6 Ô sàn S1 Giá trị mơmen (kGm) Các hệ số TÍNH CÁC GIÁ TRỊ NỘI LỰC Ơ SÀN S2 Ơ sàn Kích thước Tỷ số Tổng tải trọng tác dụng Các hệ số Giá trị mômen (kGm) l2 (m) S2 l1(m ) l2/l1 P = ql1l2 (T) m11-1 m11-2 k11-1 k11-2 M1 M2 MI MII 6.3 1.05 604.42 0.0187 0.0171 0.0437 0.0394 11302.7 10335.6 26413.2 23814.1 Tính tốn cốt thép Trình tự tính toán theo trường hợp cấu kiện tiết diện chữ nhật chịu uốn có b = 1m (bề rộng dãi tính tốn) Các thơng số ban đầu : - Bê tơng mác 250 : Rn = 110 (kG/cm2) ; Rk = 8.3(kG/cm2) - Cốt thép A II (f > 10 ) , Ra = Ra’ = 2700 (kG/cm2) ; - Chọn ao = cm : khoảng cách từ trọng tâm cốt thép chịu kéo đến lớp da bê tơng 100 Fa Sau tính tốn Fa cần kiểm tra tỷ lệ cốt thép μ % = b1 h0 m % nằm khoảng 0.3 đến 0.9 hợp lí Nếu m % lớn bé ta cần chọn lại chiều dày bản, tính lại Khi m % < m mà khơng thể giảm chiều dày phải chọn lại Fa theo yêu cầu tối thiểu m b1 h0 TCVN qui định m = 0.05 % M A= ; với h0 = hs – a0; R n bh02 g = (1 + − A ) ; M Fa = Ra γh0 KẾT QUẢ TÍNH THÉP CỦA CÁC Ơ BẢN KÊ (S1,S2) S1 (7x6.3) Giá trị mômen (Tm) A g Fatt (cm2) Thép chọn m% f (mm) a (mm) Fa (cm ) 16.5 0.10 0.95 18.47 18 160 17.82 0.53 MI 39.84 0.19 0.89 41.32 25 140 39.27 1.03 M2 11.92 0.07 0.96 13.12 18 200 14.20 0.37 MII 24.68 0.15 0.92 28.53 22 140 30.41 0.82 M1 11.30 0.08 0.96 12.51 18 200 15.27 0.44 MI 26.41 0.20 0.89 31.41 22 120 34.209 0.96 M2 MII S2 (6.3x6) M1 10.34 0.08 0.96 11.40 18 200 15.27 0.44 23.81 0.18 0.90 27.93 22 170 26.61 0.76 VIII-2 : Tính cho bản, S5,S6 SƠ ĐỒ TÍNH Ơ BẢN S5,S6 l2 = = 2.33 > nên thuộc dầm l1 Để tính bản, cắt dải rộng b = 1m theo phương cạnh ngắn q ∗ l 15.99 x32 M1 = = = 5.99 (Tm) 24 24 q ∗ l 15.99 x32 = = 11.99 (Tm) M2 = 12 12 Tính cốt thép cho nhịp M1 5.99 x105 = = 0.044 A1 = 110 x100 x352 Rn xbxho Với ) γ = 0.5(1 + − A ) = 0.5 + − x0.044 = 0.98 M1 5.99 x105 = = 6.47 (cm) f14a200 Ra ∗ γ ∗ ho 2700 x0.98 x35 F 6.47 μ = a1 x100 = x100 = 0.18 % bxho 100 x35 Tính cốt thép cho gối M2 11.99 x105 A2 = = = 0.089 110 x100 x352 Rn xbxho Fa1 = ( ) γ = 0.5(1 + − A ) = 0.5 + − ∗ 0.089 = 0.95 M2 11.99 x10 = = 13.36 (cm2) f18a200 Ra xγho 2700 x0.95 x35 F 13.36 μ = a1 x100 = x100 = 0.382 % bxho 100 x35 Fa = 3m MI m ( M1 P=15.99T/m2 MI m VIII-3: Tính cho bản, S3,S4 MI 2m P=15.99T/m2 m m SƠ ĐỒ TÍNH Ơ BẢN S3,S4 l2 Với = = 2.33 > nên thuộc dầm l1 Để tính bản, cắt dải rộng b = 1m theo phương cạnh ngắn qxl 15.99 x 2 = = 31.98 (Tm) M1 = 2 Tính cốt thép cho gối M1 31.98 x10 A1 = = = 0.237 110 x100 x35 R n xbxho ( ) γ = 0.5(1 + − A ) = 0.5 + − ∗ 0.237 = 0.863 Fa1 = μ= M1 31.98 x10 = = 39.21 (cm) f22a120 Ra ∗ γ ∗ ho 2700 x0.863x35 Fa 39.21 x100 = x100 = 1.12 % bxho 100 x35 IX – Tính hệ dầm móng: SƠ ĐỒ BỐ TRÍ MẶT BẰNG HỆ DẦM CỦA MĨNG BÈ Sơ đồ tính Tính hệ dầm móng bè ta tính hệ dầm chịu tải trọng tươbg đương từ truyền xuống, có gối tựa cột -Tải trọng ô truyền vào có dạng hình tam giác : pl1 ∗ (T/m) -Tải trọng ô truyền vào dầm có dạng hình chữ nhật : qtd = ∗ pl1 (T/m) -Tải trọng ô truyền vào dầm có dạng hình thang : pl (T/m) qtd = (1 − β + β ) 21 l β= 2xl2 qtd = D C B A SÔ ĐỒ TRUYỀN TẢI TỪ BẢN ĐÁY VÀO DẦM ĐÁY GIÁ TRỊ LỰC DO BẢN MÓNG TRUYỀN VÀO DẦM MÓNG Trục Nhịp A,D B,C 1,5 2,4 1-2 , 4-5 2-3 , 3-4 1-2 , 4-5 2-3 , 3-4 A-B , C-D B-C A-B , C-D Lực phân bố ( T /m ) 34,36 36.55 38,20 40,39 30,29 88,01 B-C A-B , C-D B-C 115,43 Tính tốn nội lực Dùng phần mềm Sap2000 để tính nội lực cho hệ dầm nóng kết momen lực cắt,sau tính thép dùng công thứ bên : SƠ ĐỒ TẢI TRỌNG TƯƠNG ĐƯƠNG TÁC DỤNG LÊN HỆ DẦM MĨNG BIỂU ĐỒ MƠMEN CỦA HỆ DẦM MĨNG Tính cốt thép cho hệ dầm : Dùng bê tơng mac 250 có Rn = 110 KG/cm2 Cốt thép chịu lực CII có Ra = 2700 KG/cm2 Cốt thép đai AII có Rađ = Rax = 2150 KG/cm2 -Tính cốt thép cho momen dương nhịp Điều kiện cấu tạo để đưa vào tính toán bề rộng cánh là: bc = b + 2.c Trong c khơng vượt q giá trị bé giá trị sau: lo : lo khoảng cách mép dầm; l : l nhịp tính tốn dầm; - 6.hc :khi hc > 0.1 h lấy 9.hc Xác định vị trí trục trung hịa: Mc = Rn.bc.hc.(ho – 0.5.hc) - Nếu M ≤ Mc : trục trung hịa qua cánh, tính dầm theo tiết diện hình chữ nhật với kích thước (bc× h) M M A= ; với h0 = h – a; g = (1 + − A ) ; Fa = 2 Ra γh0 R n bh0 100 Fa Sau tính tốn Fa cần kiểm tra tỷ lệ cốt thép: μ % = bh0 - Nếu M > Mc : trục trung hòa qua sườn M − Rn (bc − b ) − hc (ho − 0.5hc ) A= Rn bh02 A< Ao tra bảng tính a, a = − − A ; Fa = [αbho + (bc − b )hc ] Rn Ra A>Ao tiết diện chọn bé cần tăng tiết diện đặt cốt kép -Trường hợp moment âm gối : ta tính với tiết diện hình chữ nhật (b×h): Tính thơng số : M M A= ; γ = + − A ; Fa = 2 Rn b.ho Ra γ ho ( ) Tính cốt thép ngang Ta tính cho dầm có lực cắt lớn dầm trục dầm lại bố trí tương tự Kiểm tra điều kiện hạn chế : 0.35Rnbh0 = 336,875(T) Trị số lực cắt lớn Qmax = 416,35 (T) > 0.35Rnbh0 = 336,875(T) ⇒ Phải tính cốt thép chịu lực cắt -Lực cốt đai phải chịu: Q2 416.352 qñ = = 2386.9kG 8Rk bh o x8.3x70 x1252 Chọn đường kính cốt đai f10.đai hai nhánh 0.785cm2 Khoảng cách tính tốn hai cốt đai R * n * f ñ 2150 * * 1.131 u t = añ = = 1412 qñ 2.39 0.6Rkbh0 = (KG) = 41.4 (T) Qmax = 268.22 (T) > 41.4 (T) nên ta cần phải tính cốt đai chịu cắt 1.5 Rk bh0 1.5 ∗ 10 ∗ 60 ∗ 115 U max = = = 44 (cm) Q 268000 Chọn đai Φ12, fđ = 1.131 cm2, đai bốn nhánh, khoảng cách U = 15 cm thoả mãn điều kiện cấu tạo bé Umax R n f d 2100 ∗ ∗ 1.131 q d = ad = = 633.36 (KG/cm) U 15 Bố trí thép : Đoạn đầu gối : Φ12a150 Đoạn nhịp : Φ12a30 ... Nhịp A,D B,C 1,5 2,4 1-2 , 4-5 2 -3 , 3- 4 1-2 , 4-5 2 -3 , 3- 4 A-B , C-D B-C A-B , C-D Lực phân bố ( T /m ) 34 ,36 36 .55 38 ,20 40 ,39 30 ,29 88,01 B-C A-B , C-D B-C 115, 43 Tính tốn nội lực Dùng phần mềm... 0.95 M2 11.99 x10 = = 13. 36 (cm2) f18a200 Ra xγho 2700 x0.95 x35 F 13. 36 μ = a1 x100 = x100 = 0 .38 2 % bxho 100 x35 Fa = 3m MI m ( M1 P=15.99T/m2 MI m VIII -3: Tính cho bản, S3,S4 MI 2m P=15.99T/m2... chế : 0 .35 Rnbh0 = 33 6,875(T) Trị số lực cắt lớn Qmax = 416 ,35 (T) > 0 .35 Rnbh0 = 33 6,875(T) ⇒ Phải tính cốt thép chịu lực cắt -Lực cốt đai phải chịu: Q2 416 .35 2 qñ = = 238 6.9kG 8Rk bh o x8.3x70 x1252