Đồ án tập trung thiết kế nền và móng công trình theo sơ đồ mặt bằng, có nội lực do tải trọng tính toán thuộc tổ hợp cơ bản cặp nội lực nguy hiểm nhất gây ra tại chân cột,... Mời các bạn cùng tham khảo!
ĐH CN GIAO THƠNG VẬN TẢI ĐỒ ÁN NỀN MĨNG THUYẾT MINH TÍNH TỐN PHÂN I: CÁC S ̀ Ố LIỆU DÙNG ĐỂ THIẾT KẾ Đề bài: Sơ đồ cơng trình: Mặt bằng chân cột: 6 6 0.45 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 7 0.00 0.45 Sơ đồ ĐCCT Sơ đồ CT ( T ) (Tm ) Số liệu 2 Cột 2 53 4,5 Thiết kế nền và móng cơng trình theo sơ đồ cơng trình có nội lực do tải trọng tính tốn thuộc tổ hợp cơ bản cặp nội lực nguy hiểm nhất gây ra tại chân cột theo hai phương án: + Móng nơng ; Nội lực do tải trọng tiêu chuẩn gây ra : GVHD: ThS. SV: Phạm Thị Khánh Hà Page 1 ĐH CN GIAO THƠNG VẬN TẢI ĐỒ ÁN NỀN MĨNG Cột Cột N0tc M0tc N0tt M0tt (T) (T) (T) (T) 53 4,5 63,600 N0tc M0tc N0tt M0tt (T) (T) (T) (T) 160 12,2 192,000 5,400 14,640 Hệ số độ tin cậy chung của tải trọng n=1,2 2) Nhiệm vụ được giao: Thiết kế nền và móng cơng trình theo sơ đồ mặt bằng. Có nội lực do tải trọng tính tốn thuộc tổ hợp cơ bản cặp nội lực nguy hiểm nhất gây ra tại chân cột 3) Đặc điểm cơng trình: Độ lún tuyệt đối giới hạn Sgh= 0,08m . Độ lún lệch tương đối giới hạn ΔSgh=0,001 4) Tải trọng tác dụng lên cơng trình: Cột Cột N0tc M0tc N0tt M0tt (T) (T) (T) (T) 53 4,5 63,600 N0tc M0tc N0tt M0tt (T) (T) (T) (T) 160 12,2 192,000 5,400 14,640 5) Đánh giá điều kiện đia chất cơng trình, địa chất thủy văn Số liệu địa chất 2 có thơng số kĩ thuật: STT Lớp đất GVHD: ThS. SV: Phạm Thị Khánh Hà Độ dày (m) m c (T/m2) Chỉ số SPT Eo (T/m2) Page 2 ĐH CN GIAO THƠNG VẬN TẢI ĐỒ ÁN NỀN MĨNG Đất lấp 1,00 1,750 Cát pha 6,80 1,850 15,000 10,000 20 8500 Sét 25,00 1,900 13,000 26,000 33 15000 PHẦN II : CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ A. Phương án móng trên nền thiên nhiên: 1. Xác định sơ bộ kích thước đáy móng: Chọn độ sâu chơn móng h = 1,5m kể từ đáy móng đến cốt thiên nhiên Cường độ tính tốn của nền đất sét: + m2 = 1 với nhà có sơ đồ kết cấu mềm + Ktc = 1 vì chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo kết quả thí nghiệm trực tiếp đối với đất Đất sét xám ghi có , = 10kPa. Tra bảng có: A = 0,32; B = 2,29; D = 4,85 + Trị tính tốn thứ hai của đất: = = 18,5 kN/m3 Giả thiết b= 1,5m ta có: + Diện tích sơ bộ đáy móng là : Fsb Do móng chịu tải lệch tâm khá lớn nên ta tăng diện tích đáy móng lên 1,2 lần: F* = 1,2. Fsb = 1,2.1,98 = 2,38 m2 GVHD: ThS. SV: Phạm Thị Khánh Hà Page 3 ĐH CN GIAO THƠNG VẬN TẢI ĐỒ ÁN NỀN MĨNG Chọn Lấy l x b = 1,7 x 1,9 m => Fchọn= 1,7.1,9 = 3,23m2> F* = 2,38 m2 2. Kiểm tra điều kiện áp lực ở đáy móng: Giả thiết chiều cao móng hm= 0,7 m + Độ lệch tâm: el + áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng là: →50,52 15,32 Kiểm tra điều kiện áp lực : 50,52 ho=0,7 – 0,05 =0,65 GVHD: ThS. SV: Phạm Thị Khánh Hà Page 6 ĐH CN GIAO THƠNG VẬN TẢI ĐỒ ÁN NỀN MĨNG Khi tính tốn độ bền của mong ta d ́ ựng tải trọng tinh toan c ́ ́ ủa tổ hợp bất lợi nhất .Trọng lượng của móng và đất nền trên bâc khơng gây thung ̣ ̉ mong ́ Tải trọng tinh toan ́ ́ ở đáy móng: N0tc (T) M0tc (T) N0tt (T) 53 4,5 63,600 M0tt (T) 5,400 > => Thoa man điêu kiên chông choc thung ̉ ̃ ̀ ̣ ́ ̣ ̉ b) Tinh toan thep đai mong ́ ́ ́ ̀ ́ Tại mặt ngàm II Trong đó : Diện tích cốt thép chịu mơ men Chọn 1412có As = 15,83 cm2 GVHD: ThS. SV: Phạm Thị Khánh Hà Page 7 ĐH CN GIAO THƠNG VẬN TẢI ĐỒ ÁN NỀN MĨNG Chiều dài của 1 thanh cốt thép chịu mơ men là : l’ = l 2.0,05 = 1,90,1 = 1,8m Khoảng cách cần bố trí các cốt thép dài là : b’ = b 2.0,05 = 1,7 0,1 =1,6m Khoảng cách giữa các cốt thép cạnh nhau là : => Chọn 1412có a12cm thép CII bố trí phía dưới Tai măt ngam IIII ̣ ̣ ̀ Chọn 1210 có As = 9,42 cm2 Chiều dài của 1 thanh cốt thép chịu mơ men là : b’ = b 2.0,05 = 1,70,1 = 1,6m Khoảng cách cần bố trí các cốt thép dài là : l' = l 2.0,05 = 1,9 0,1 =1,8m Khoảng cách giữa các cốt thép cạnh nhau là : => Chọn 1210có a15cm thép CII bố trí phía trên Lớp bê tơng lót : Dày 10 cm, rộng ra mỗi bên so với đáy móng 10 cm. B: PHẦN MĨNG CỌC GVHD: ThS. SV: Phạm Thị Khánh Hà Page 8 ĐH CN GIAO THƠNG VẬN TẢI ĐỒ ÁN NỀN MĨNG Sơ đồ cơng trình: N1tc N1tc M1tc 0.45 M1tc MAT CAT 0.00 0.45 7m Mặt bằng chân cột: 6 6 0.45 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 7 0.00 0.45 TẢI TRỌNG CƠNG TRÌNH: GVHD: ThS. SV: Phạm Thị Khánh Hà Page 9 ĐH CN GIAO THƠNG VẬN TẢI ĐỒ ÁN NỀN MĨNG Cột Ntc (T) Mtc ( Tm) 160 12,2 Kích thước cột: U CẦU 1.1 Chọn trước kích thước cọc Kích thước cọc: a x b = 30 x 30 cm Chiều dài cọc: Lc = 12m Rb = 11,5MPa = 11500kN / m ; Rk = 0,9 MPa = 900kN / m Bê tơng cọc: B20; Thép nhóm CII có 4 16; φ 1.2 Tính sức chịu tải của 1 cọc đơn 1.2.1 Xác định sức chịu tải cọc theo vật liệu: Pvl = ϕ ( Rs As + Rb Fb ) Pvl : sức chịu tải vật liệu ϕ = 0, Rs : : hệ số uốn dọc Cường độ chịu kéo giới hạn cốt thép = 280 103 kN / m As : Diện tích cốt thép 4φ16 = 8, 04cm = 8, 04 10−4 m Rb : Cường độ chịu nén bê tông = 11,5, 5MPa = 11500( KN / m ) Fb : Diện tích tiết diện cọc Fb = 0,3.0,3 = 0, 09( m ) 1.2.2 Xác định sức chịu tải cọc theo phương pháp SPT: GVHD: ThS. SV: Phạm Thị Khánh Hà Page 10 ĐH CN GIAO THƠNG VẬN TẢI ĐỒ ÁN NỀN MĨNG k1 = 400 cho cọc đóng, ép Fc : diện tích tiết diện ngang của mũi cọc PSPT = k1 N Fc + k2 U N Lc k2 = cọc đóng, ép N = N3 : cọc lớp 3 U: chu vi N : chỉ số SPT trung bình dọc thân cọc N= Lc N1 h1 + N h2 + N h3 Lc chiều dài cọc Fc = 0,3 0,3 = 0, 09( m ) N = N = 20 N U = 4b = 0,3 = 1, 2(m) 2.2.4 2.2.5 Sức chịu tải đấ nền cho phép của 1 cọc: Sức chịu tải tính tốn cho phép của 1 cọc: 2.3 Xác định sơ bộ cọc và bố trí vào đài. GVHD: ThS. SV: Phạm Thị Khánh Hà Page 11 ĐH CN GIAO THƠNG VẬN TẢI ĐỒ ÁN NỀN MĨNG Số cọc: (1,1 1, 4) hệ số ảnh hưởng momen M Chọn n = 4 cọc Sơ đồ bố trí cọc 900 300 1500 300 300 900 1500 300 2.4 Chọn kích thước đài cọc, chiều sâu chơn dài Chọn hm = 1,5m Bd Ld = 1,5 1,5( m) Chiều dài kích thước cọc: Kiểm tra khả năng chịu lực của đài: Pmax + Pc Pc [ Pc ] : Trọng lượng bản thân cọc Lc : chiều dài cọc b : cạnh cọc trọng lượng riêng của bê tông Pmax : lực lớn nhất truyền lên cọc GVHD: ThS. SV: Phạm Thị Khánh Hà Page 12 ĐH CN GIAO THƠNG VẬN TẢI ĐỒ ÁN NỀN MĨNG Pmax N ott M tt = P2 = P4 = + xi n xi2 Kết cấu đài móng 2.5 Chọn chiều cao đài: Chiều cao làm việc hd = 0,8m ho = hd − 0, = 0,8 − 0, = 0, 6(m) 2.5.1 Tính tốn điều kiện chọc thủng Pct Pctchong Pctchong = 0, 75 Rk U tb ho U tb = 2(ac + bc + 2ho ) = (0,3 + 0,3 + 0, 6) = 3, Rk = 0,9MPa thép 1500 2.5.2 Tính tốn cốt GVHD: ThS. SV: Phạm Thị Khánh Hà Page 13 1500 ĐH CN GIAO THƠNG VẬN TẢI ĐỒ ÁN NỀN MĨNG Tại mặt cắt II Chọn 1212 có As = 13,57cm2 Chiều dài của một thanh cốt thép chịu mơmen MI là: l’ = l,52 x 0,035 = 1,43m Khoảng cách cần bố trí các cốt théplà: b’ = 1,52 x 0,035 = 1,43m Khoảng cách giữa trục các cốt thép cạnh nhau là: a = = n : số thanh cần bố trí vào đáy móng = 12 Vậy ta chọn 1212 a130, cốt thép nhóm CII. Tại mặt cắt IIII Chọn 912 có As = 10,18cm2 Chiều dài của một thanh cốt thép chịu mơmen MI là: l’ = l,52 x 0,035 = 1,43m Khoảng cách cần bố trí các cốt théplà: b’ = 1,52 x 0,035 = 1,43m Khoảng cách giữa trục các cốt thép cạnh nhau là: a = = n : số thanh cần bố trí vào đáy móng = 9 Vậy ta chọn 912 a170, cốt thép nhóm CII. GVHD: ThS. SV: Phạm Thị Khánh Hà Page 14 ĐH CN GIAO THƠNG VẬN TẢI ĐỒ ÁN NỀN MĨNG 2.6 Kiểm tra lún móng cọc Để tính độ lún của nền móng cọc ta tính độ lún của khối móng quy ước. Nhờ ma sát giữa diện tích xung quanh cọc và đất bao quanh nên tải trọng móng được truyền lên diện tích lớn hơn xuất phát từ mép ngồi cọc biên tại đáy đài và nghiêng góc : Khi tính tốn lấy II= /1,1 ; II = /1,1; cII = c/1,1 Cột 6 có Ntc = 160 (T) = 1600 (KN) Mtc = 12,2(T.m) = 122( KN.m) II= /1,1 =1.955(KN/m3) II = = 1.59(KN/m3) , /1,1 = 10,909 , cII = c/1,1 = 7,273(KN/m2) , 13.636(KN/m2) => Chiều dài của đáy móng quy ước: = 1,682(KN/m3) , = 16,364 , = 10,909(KN/m2) , = 20 = Bề rộng của đáy móng quy ước: Chia nền đất dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp bằng nhau thỏa mãn điều kiện: Ứng suất bản thân tại đáy khối móng quy ước: Ứng suất gây lún tại đáy móng: + Trong đó Kết quả tính tốn các giá trị ứng suất gây lún và ứng suất bản thân: STT Chiều z (m) GVHD: ThS. SV: Phạm Thị Khánh Hà l/b 2z/b Ko Eo S(m) Page 15 ĐH CN GIAO THƠNG VẬN TẢI ĐỒ ÁN NỀN MĨNG sâu H0 0 1.118 (KPa) (KPa) 137.316 104.624 768 0.018 0.96 132.470 104.668 768 0.016 0.24 0.24 1.118 0.28 0.24 0.48 1.118 0.56 0.818 112.276 104.713 768 0.019 0.34 0.82 1.118 0.96 0.634 87.091 104.776 768 0.014 0.34 1.16 1.118 1.36 0.477 65.451 104.839 768 Giới hạn nền được tính đến điểm 4 có độ sâu 1,16m kê t ̉ ừ đê mong ́ ́ : gl < bt = 65,451 kPa < bt = 104,839 x 5 = 524 kPa Do vậy, ta lấy giới hạn nền đến độ sâu 1,16m kể từ đế móng Độ lún (S) của nền xác định theo cơng thức: Ta thấy: S = 6,6cm