Trạng Lớp thỏi GTTC 14.57 1 TTGH 1 14.308 ữ 1.832 TTGH 2 14.41 ữ 14.73 GTTC 15.72 TTGH 1 15.484 ữ 2 15.956 TTGH 2 15.579ữ 15.861 GTTC 19.76 TTGH 1 19.542 ữ 3 19.977 TTGH 2 19.622 19.898
CHƯƠNG II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MểNG ĐƠN1. Số liệu tớnh toỏn 1. Số liệu tớnh toỏn 1.1. Nội lực dưới chõn cột - Mặt bằng I, cột số 3 – C = 512.85 (kN); = 153.78 (kN) = ; = 97.65 (kN.m) = Chọn n = 1.15
- Suy ra, giỏ trị tiờu chuẩn của nội lực dưới chõn cột là:
= 445.957 (kN); = 133.722 (kN) = ; = 84.913 (kN.m) = 1.2. Thụng số địa chất 1.3. Thụng số vật liệu - Bờ tụng sử dụng B20 cú Rb =11.5 (MPa) = 1.15 (kN/cm2) Rbt = 0.9 (MPa) = 0.09 (kN/cm2) - Cốt thộp sử dụng AII cú Rs =280 (MPa) = 28 (kN/cm2) - γtb = 20.3 (kN/m3) 2. Tớnh toỏn múng đơn 2.1. Chọn chiều sõu đặt múng - Chiều sõu đặt múng hm: 1(m) ≤ hm ≤ 3(m) - Múng được đặt ở lớp đất tốt cho xõy dựng.
- Đỏy múng cỏch đường ranh giới lớp đất yếu với lớp đất tốt tối thiểu 0.2 m
- Đỏy múng phải cao hơn (hoặc thấp hơn) mực nước ngầm tối thiểu 0.5 m. Trang 37
- Dựa vào số liệu địa chất đó cú, chọn chiều sõu chụn múng Df = 2 (m), suy ra đỏy múng đặt ở lớp đất thứ 1.
- Chọn chiều sõu chụn múng sao cho thỏa tớnh chống lật do ỏp lực ngang của đất tỏc động vào múng.
- Vỡ lớp đất thứ 1 cú gúc ma sỏt trong , là lớp đất tốt nhất trong 3 lớp địa chất đó khảo sỏt, mặt khỏc, độ dày của lớp thứ 2 là 1.3 (m) và
độ dày của lớp đất thứ 3 là 6.7 (m) rất hợp lý để đặt múng vào.
2.2. Xỏc định kớch thước đỏy múng bxL
- Sao cho nền đất dưới đỏy múng thỏa cỏc điều kiện ổn định, cường độ và biến dạng
2.2.1. Xỏc định sức chịu tải của đất nền
- Chọn sơ bộ b = 1(m)
- Do đỏy múng đặt ở lớp đất thứ 2 cú gúc ma sỏt trong Tra bảng I, Phụ lục 1, nội suy ta được:
A = 0.269, B = 2.090, D = 4.596.
- Mực nước ngầm nằm ở độ sõu 9.0 (m) nờn: γII = 20.3 (kN/m3) γII*= 20.3 (kN/m3) - Ktc = 1 (do cỏc đặc trưng tớnh toỏn lấy trực tiếp từ cỏc thớ nghiệm) - Cỏc hệ số: m1= 1; m2= 1.
- Theo TCVN 9362 – 2012, sức chịu tải tiờu chuẩn theo TTGH II được xột thờm điều kiện làm việc đồng thời giữa nền và cụng trỡnh là:
- Do cụng trỡnh khụng cú tầng hầm nờn sức chịu tải tiờu chẩn theo TTGH II được xột thờm điều kiện làm việc đồng thời giữa nền và cụng trỡnh khi khụng cú tầng hầm là:
Rtc = 174.852 (kN/m2)
2.2.2. Xỏc định kớch thước múng
- Diện tớch sơ bộ đỏy múng: Chọn α = 1.2
- Múng chịu tải lệch tõm một phương nờn chọn múng chữ nhật F = bxL, với L = αb Chọn b = 2.0 (m) suy ra L =αb = 1.2ì2.0 = 2.4 (m) Chọn lại L= 2.6(m) F = bL = 2.0ì2.6 = 5.2(m2)
2.2.3. Xỏc định chiều cao đài múng
- Kớch thước cột múng phải thỏa điều kiện sau: - Do cột chịu tải lệch tõm nờn chọn:
- Chiều cao đài múng theo cụng thức Caquot:
Suy ra ta chọn hd = 0.6 (m)
Và chiều cao cỏnh múng hcm= 0.25(m) - Moment tại đỏy múng:
Hỡnh 2-1: Kớch thước múng sơ bộ 2.3. Kiểm tra kớch thước múng bộ 2.3. Kiểm tra kớch thước múng
- Tớnh lại sức chịu tải tiờu chẩn theo TTGH II được xột thờm điều kiện làm việc đồng thời giữa nền và cụng trỡnh khi khụng cú tầng hầm với b= 2.0(m)
- Áp lực tiờu chuẩn lớn nhất dưới đỏy múng
- Áp lực tiờu chuẩn nhỏ nhất dưới đỏy múng
- Kiểm tra điều kiện ổn định
Thỏa điều kiện ổn định. - Kiểm tra điều kiện kinh tế:
Thoả điều kiện kinh tế.
2.4. Kiểm tra điều kiện cường độ
- Áp lực tớnh toỏn lớn nhất dưới đỏy múng
- Sức chịu tải cực hạn của đất nền theo Terzaghi qult
Trong đú, Nc, Nq, Nγ là cỏc hệ số tra bảng III, phụ lục I: Nγ = 2.508; Nq = 3.822; Nc = 11.778
Suy ra:
Chọn hệ số an toàn FS = 2
Ta cú
- Theo điều kiện cường độ: Thỏa điều kiện cường độ.
2.5. Kiểm tra điều kiện trượt
- Tổng ỏp lực chủ động:
Áp lực chủ động tại B (B nằm tại đỏy múng, cao trỡnh -1.5 m)
Áp lực chủ động tại A (A nằm trờn mặt đất tự nhiờn, cao trỡnh -1.04 m)
Do tổng ỏp lực chủ động bộ hơn 0, nờn ta coi như Ea = 0 Vậy, Tổng ỏp lực chủ động
- Tổng ỏp lực bị động:
Áp lực bị động tại B (B nằm tại đỏy múng, cao trỡnh -4.04 m)
- Tổng ỏp lực bị động
, trong đú FS = 1.5 ữ 2.0 (hệ số an toàn)
- Lực gõy trượt:
- Lực chống trượt:
Trong đú: Ea và Ep: tổng ỏp lực đất và đỏy múng - Kiểm tra điều kiện trượt:
Thỏa điều kiện trượt.
2.6. Kiểm tra điều kiện biến dạng lỳn
- Đối với lớp đất nằm trờn mực nước ngầm, khi tớnh toỏn ta dựng dung trọng tự nhiờn; cũn đối với cỏc lớp đất nằm dưới mực nước ngầm ta dựng dung trọng đẩy nổi.
- Do mực nước ngầm thực tế đối với địa chất đó khảo sỏt cú cao trỡnh -9.0 (m), đỏy múng đặt ở độ sõu Df = 2.0 (m), khoảng cỏch giữa đỏy múng và cao trỡnh mực nước ngầm là 7.0 (m), khoảng cỏch này khỏ lớn so với độ sõu tắt lỳn thụng thường của múng nụng, nờn khi tớnh toỏn ta sử dụng chỉ tiờu dung trọng tự nhiờn.
- Độ lỳn theo TCVN 9362 – 2012:
- Chia cỏc lớp đất thành những lớp phõn tố cú độ dày đủ nhỏ để tớnh toỏn chớnh xỏc đảm bảo sự biến dạng trong đất nền và lực tỏc dụng là quan hệ tuyến tớnh. Cỏc lớp phõn tố như vậy phải đạt đủ những yờu cầu sau: Mỗi phõn tố phải nằm hoàn toàn trong cựng một lớp đất.
Mỗi phõn tố phải nằm hoàn toàn trờn hoặc hoàn toàn dưới mực nước ngầm.
Chia cỏc lớp phõn tố càng nhỏ, độ chớnh xỏc sẽ càng cao. Độ dày mỗi lớp thỏa hi ≤ b/4hi < 2.0/4=0.5(m).
Suy ra, chia cỏc lớp đất thành từng lớp phõn tố với độ dày hi = 0.5 (m) - Theo TCVN 9362 – 2012, độ sõu dừng tớnh lỳn đối với đất thường, tốt
(E>5 Mpa), đối với đất yếu (E ≤ 5Mpa).
- Ko: hệ số phõn bố ứng suất, tra bảng nội suy theo zi/b và L/b (Bảng I, Phụ lục 2).
- : Ứng suất gõy lỳn tại đỏy lớp phõn tố. - : Ứng suất gõy lỳn tại tõm lớp phõn tố.
- : Ứng suất bản thõn tại đỏy lớp phõn tố. - P1: Ứng suất bản thõn tại tõm lớp phõn tố. - P2: Tổng ứng suất tại tõm lớp phõn tố. - e1: Hệ số rỗng ứng với P1 - e2: Hệ số rỗng ứng với P2 - Si: Độ lỳn từng phõn tố. - Kết quả thớ nghiệm lớp 1: P e Trang 44
0.5 f(x) = 7.28535980148878E-07 x² − 0.000546521091811412 x + 0.515015384615384 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 P 0 e 0.537 0.56 0.54 0.52 f(x) = 6.57568238213399E-07 x² − 0.000475746898263027 x + 0.533815384615385 0.5 0.48 0.46 0.44 0.42 0.4 0 - σbt = σ v - σz = Koi x Pgl = K0 x (ptctb - ɣDf) - σ'z(t)i = 0.5x[σz(i-1) + σz(i)]
- P1(i) = 0.5x[σbt(i-1) + σbt(i)] - P2(i) = P1(i) + σ'z(t)i
Lớp Dày Sõu tớnh từ Sõu tớnh phõn tố cos 0.00 từ ĐM 0 0.0 2.0 0.0 1 0.5 2.4 0.4 2 0.5 2.8 0.8 3 0.5 3.2 1.2 4 0.5 3.6 1.6 5 0.5 4.0 2.0 6 0.5 4.4 2.4 7 0.5 4.8 2.8 8 0.5 5.2 3.2 9 0.5 5.6 3.6 10 0.5 6.0 4.0 11 0.5 6.3 4.3 12 0.5 6.7 4.7 13 0.5 7.1 5.1 14 0.5 7.5 5.5
- Tại z = 6.3 (m) cú => Dừng tớnh lỳn tại đõy - Tổng độ lỳn S = 0.056m = 5.6 cm < 8 cm => Thỏa điều kiện lỳn.
2.7. Kiểm tra xuyờn thủng
Diện tớch xuyờn thủng:
Chọn Bờ tụng B20, Rb = 11.5(MPa), Rbt = 0.9(MPa)
Suy ra chọn lại bc = 0.2(m), hc = 0.4(m)
- Kiểm tra chiều cao h0 theo cụng thức Caquot:
, Suy ra thỏa chiều cao Diện tớch một mặt xuyờn thủng gần đỳng (chữ nhật):
- Áp lực lớn nhất và nhỏ nhất dưới đỏy múng:
- Áp lực lớn nhất và nhỏ nhất dưới đỏy múng khụng xột khối múng qui ước:
- Lực gõy xuyờn thủng
- Lực chống xuyờn thủng
- Kiểm tra điều kiện chống xuyờn thủng: Thỏa điều kiện.
Suy ra thỏa điều kiện chống xuyờn thủng
Df h0 h 1.6 0.3 Sxt 0.55 0.2 0.55 Hỡnh 2-2: Diện tớch xuyờn thủng múng nụng 2.8. Tớnh toỏn cốt thộp
- Xem bản múng ngàm vào chõn cột tại mặt căt 1-1 và mặt cắt 2-2 P(min)
- Sơ đồ tớnh toỏn là dầm consol chịu tải hỡnh thang hoặc tải phõm bố đều ptt. Df P2 h P(t) (L-h)/2 b (L-h)/2 L Bieu do moment - Moment tại chõn cột M1-1: Suy ra: - Diện tớch cốt thộp: - Chọn ứ12 cú diện tớch một thanh thộp:
- Số thanh thộp: Chọn n = 17 thanh ứ12
- Khoảng cỏch giữa cỏc thanh thộp:
- Vậy bố trớ theo phương cạnh dài L: ứ12a110
2.8.2. Theo phương cạnh ngắn MC 2-2
- Xem bản múng ngàm vào chõn cột tại mặt cắt 2-2
Df H N M P(t) (L-h)/2 h P(tb)
- Phản lực tớnh toỏn dưới đỏy múng: - Moment tại chõn cột M2-2:
- Diện tớch cốt thộp:
- Chọn ứ12 cú diện tớch một thanh thộp:
- Số thanh thộp: Chọn n = 7 thanh ứ12
- Khoảng cỏch giữa cỏc thanh thộp:
- Vậy bố trớ theo phương cạnh ngắn b: ứ12a200.
CHƯƠNG III: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MểNG BĂNG
1. Số liệu tớnh toỏn
1.1. Nội lực dưới chõn cột
- Mặt bằng I, cột: 3-A, 3-C, 3-D, 3-F. Chọn hệ số giảm tải n = 1.15
Cột 3-A 3-C 3-D 3-F Tổng 1.2. Thụng số địa chất 1.3. Thụng số vật liệu - Bờ tụng sử dụng B25 cú Rb =14.5 (MPa) = 1.45 (kN/cm2) - Cốt thộp sử dụng AII cú Rs =280 (MPa) = 28 (kN/cm2) - γtb = 20.3 kN/m3 2. Tớnh toỏn múng băng 2.1. Xỏc định chiều dài múng - Chọn kớch thước cột: - Chiều cao dầm múng: Suy ra chọn hs = 0.7 (m)
- Bề rộng dầm múng bs:
- Chiều cao bản múng: Chọn hb=450 (mm) - Chiều cao đầu bản múng:
2.2. Tổng hợp nội lực, xỏc định điểm đặt tõm lực 20 00 N1 Q1 M1 80 0 5 G X A B C D La L - Gọi G là tõm lực, ta cú: b
Để tõm lực trựng với tõm múng ta kộo dài thờm một đoạn dầm bờn cột 3 – F một đoạn dài 1.4 m, Đồng thời để giảm ứng suất ta kộo dài thờm mỗi bờn 0.5m:
Vậy La=0.5 (m), Lb=2.5(m) Vậy chiều dài múng L = 14.0 (m)
2.3. Chọn chiều sõu đặt múng
- Chiều sõu đặt múng hm: 1 m ≤ hm ≤ 3 m - Múng được đặt ở lớp đất tốt cho xõy dựng.
- Đỏy múng cỏch đường ranh giới lớp đất yếu với lớp đất tốt tối thiểu 0.2 m - Đỏy múng phải cao hơn (hoặc thấp hơn) mực nước ngầm tối thiểu 0.5 m. - Dựa vào số liệu địa chất đó cú, chọn chiều sõu chụn múng Df = 2 (m), suy
ra đỏy múng đặt ở lớp đất thứ 1
- Chọn chiều sõu chụn múng sao cho thỏa tớnh chống lật do ỏp lực ngang của đất tỏc động vào múng.
- Vỡ: Lớp đất thứ 1 cú gúc ma sỏt trong , là lớp đất tốt nhất trong 3 lớp địa chất đó khảo sỏt, mặt khỏc, độ dày của lớp thứ 1 là 3.0 (m), rất hợp lý để đặt múng vào.
2.4. Xỏc định kớch thước đỏy múng bxL
- Sao cho nền đất dưới đỏy múng thỏa cỏc điều kiện ổn định, cường độ và biến dạng
2.4.1. Chọn kớch thước sơ bộ cho đỏy múng
- Chiều cao dầm múng: h = 0.7 (m)
- Tổng hợp momen tiờu chuẩn tại tõm múng 0:
- Chọn kớch thớc sơ bộ b = 1m
- Do đỏy múng đặt ở lớp đất thứ 1 cú gúc ma sỏt trong φ = 13°18’ = 13.3° Tra bảng I, Phụ lục 1, nội suy ta được:
A = 0.269, B = 2.090, D = 4.596
- Mực nước ngầm nằm ở độ sõu 9.0 (m) nờn: γII = 20.3 (kN/m3) γII*= 20.3 (kN/m3) - Ktc = 1 (do cỏc đặc trưng tớnh toỏn lấy trực tiếp từ cỏc thớ nghiệm) - Cỏc hệ số m1 = 1; m2 = 1
- Theo TCVN 9362 – 2012, sức chịu tải tiờu chuẩn theo TTGH II được xột thờm điều kiện làm việc đồng thời giữa nền và cụng trỡnh là:
- Do cụng trỡnh khụng cú tầng hầm nờn sức chịu tải tiờu chẩn theo TTGH II được xột thờm điều kiện làm việc đồng thời giữa nền và cụng trỡnh khi khụng cú tầng hầm là:
Suy ra:
Rtc = 174.881 (kN/m2) Diện tớch sơ bộ đỏy múng
Mà
Suy ra chọn b = 1.4 (m). F = 1.4*14.0=19.6(m2)
2.5. Kiểm tra kớch thước múng
- Chọn a = 0.05 (m)
- Chọn chiều cao múng h = 0.7 (m) suy ra ho = h – a = 0.7 - 0.05 = 0.65 (m) - Ta cú momen khỏng uốn:
- Kiểm tra điều kiện ổn định: , Suy ra thỏa điều kiện ổn định
2.6. Kiểm tra điều kiện cường độ
- Điểu kiện cường độ:
Trong đú: FS = 2 ữ 3 (hệ số an toàn).
Trong đú, Nc, Nq, Nγ là cỏc hệ số tra bảng III, phụ lục I: Nγ = 2.058; Nq = 3.822; Nc = 11.778
- Tổng hợp momen tớnh toỏn tại tõm múng 0: Vỡ tõm lực trựng với tõm múng nờn - Áp lực tớnh toỏn lớn nhất dưới đỏy múng:
- Sức chịu tải của đất nền theo Terzagi qult:
Kiểm tra điều kiện cường độ:
Suy ra thỏa điều kiện cường độ.
2.7. Kiểm tra điều kiện biến dạng lỳn
- Đối với lớp đất nằm trờn mực nước ngầm, khi tớnh toỏn ta dựng dung trọng tự nhiờn; cũn đối với cỏc lớp đất nằm dưới mực nước ngầm ta dựng dung trọng đẩy nổi.
- Do mực nước ngầm thực tế đối với địa chất đó khảo sỏt cú cao trỡnh - 11.5 (m), đỏy múng đặt ở độ sõu Df = 2.0 (m), khoảng cỏch giữa đỏy múng và cao trỡnh mực nước ngầm là 9.5 (m), khoảng cỏch này khỏ lớn so với độ sõu tắt lỳn thụng thường của múng nụng, nờn khi tớnh toỏn ta sử dụng chỉ tiờu dung trọng tự nhiờn.
- Độ lỳn theo TCVN 9362 – 2012:
- Chia cỏc lớp đất thành những lớp phõn tố cú độ dày đủ nhỏ để tớnh toỏn chớnh xỏc đảm bảo sự biến dạng trong đất nền và lực tỏc dụng là quan hệ tuyến tớnh. Cỏc lớp phõn tố như vậy phải đạt đủ những yờu cầu sau:
Mỗi phõn tố phải nằm hoàn toàn trong cựng một lớp đất.
Mỗi phõn tố phải nằm hoàn toàn trờn hoặc hoàn toàn dưới mực nước ngầm.
Chia cỏc lớp phõn tố càng nhỏ, độ chớnh xỏc sẽ càng cao. Độ dày mỗi lớp thỏa 0.2b ≤ hi ≤ 0.4b 0.2 ≤ hi ≤ 0.4
Suy ra, chia cỏc lớp đất thành từng lớp phõn tố với độ dày hi = 0.4 (m)
- Theo TCVN 9362 – 2012, độ sõu dừng tớnh lỳn đối với đất thường, tốt (E>5 Mpa), đối với đất yếu (E ≤ 5Mpa).
- Ko : hệ số phõn bố ứng suất, tra bảng nội suy theo zi/b và L/b (Bảng I, Phụ lục 2).
- : Ứng suất gõy lỳn tại đỏy lớp phõn tố. - : Ứng suất gõy lỳn tại tõm lớp phõn tố.
- : Ứng suất bản thõn tại đỏy lớp phõn tố. - P1: Ứng suất bản thõn tại tõm lớp phõn tố. - P2: Tổng ứng suất tại tõm lớp phõn tố. - e1: Hệ số rỗng ứng với P1 - e2: Hệ số rỗng ứng với P2 - Si : Độ lỳn từng phõn tố. Kết quả thớ nghiệm lớp 2: P 0 e 0.568 0.58 0.56 f(x) = 4.05459057071956E-07 x² − 0.000365751861042182 x + 0.565830769230769 0.54 0.52 0.5 0.48 0.46 0.44 0 P 0 e 0.583 Trang 59
0.6 0.5 f(x) = 5.05210918114143E-07 x² − 0.000449399503722084 x + 0.579538461538462 0.4 0.3 0.2 0.1 00 - - - σz = Ko i x pgl = K0 x (ptctb - ɣDf) - σ'z(t)i = 0.5x[σz(i-1) + σz(i)]
- P1(i) = 0.5x[σbt(i-1) + σbt(i)] - P2(i) = P1(i) + σ'z(t)i
Bảng 3.1: Bảng tớnh lỳn múng băngLớp Dày Sõu tớnh từ Lớp Dày Sõu tớnh từ