B. Xác định hoạt tải
III. ThiÕt kÕ mãng trôc 4
III.1. Thiết kế móng d-ới cột biên trục 4 ( móng m1 )
III.1.5. Kiểm tra tảI trọng tác dụng lên cọc
* Kiểm tra tảI trọng tác dụng lên đầu cọc khi cọc làm việc trong móng cọc.
TảI trọng tác dụng lên từng cọc : . max2
i x
y y M n P N
Trong đó :
- N : Tổng tảI trọng đừng tại cao trình đáy đàI, N = 12364 kN
- M : Tổng momen của tảI trọng ngoàI so với trục đI qua trọng tâm của các tiết diện cọc tại cao trình đáy đài.
M = M0 + Qy.h® = 273.68 + 112*1.5 = 441.68 kNm
Sinh viên: Vũ Lê Nghiêu Page 152 Bảng tính tảI trọng tác dụng lên từng cọc ( không kể trọng l-ơng bản thân cọc )
Tên cọc
Toạ độ cọc TảI trọng tác dụng lên cọc
(kN) Xi (m) Yi (m)
1 0 1.82 4045.3
2 -1,5 0,78 4199
3 1.5 0.78 4199
- Trọng l-ợng tính toán của cọc :
Pc = 1.1*(3.14*1*1/4)*32.6*25 = 603.75 kN
VËy : Pmax + Pc = 4199 + 603.75 = 4802.75 kN < Qa = 5146 kN Vậy cọc đảm bảo khả năng chịu lực.
Pmin> 0 nên không cần kiêm tra điều kiện chịu nhổ.
III.1.6.Kiểm tra c-ờng độ đất nền.
Để kiểm tra c-ờng độ của nền đất tại mũi cọc, ta coi cọc, đàI cọc và phần đất và phần đất giữa các cọc là 1 móng khối quy -ớc có chiều sâu
đáy móng bằng khoảng cách từ đáy đàI tới mặt phẳng đI qua mũi cọc.
Diện tích đáy móng khối quy -ớc xác định theo công thức : Fq-= Lm.Bm
Trong đó : Lm= 4.2+2*32.6*tg50 = 9.6 m Bm= 4.6+2*32.6*tg50 = 10m
- : góc mở của khối móng quy -ớc
50
2 7 . 11 5 . 10 4 . 8
* 4
2
* 48 7 . 11
* 29 5 . 10
* 2 . 15 4 . 8
* 23 . 8 4
tb
Sinh viên: Vũ Lê Nghiêu Page 153 Fq- = 9.6*10 = 96 m2
Momen chống uốn của khối móng quy -ớc là : Wq- = 3
2
6 . 6 153
6 . 9
*
10 m
TảI trọng tính toán tại đáy khối móng quy -ớc : - Trọng l-ợng của khối đất từ đáy đàI tới mũi cọc : N1 = (Lm.Bm – Ac).li i = (9.6*10 –
3*0.785)*(8.4*17.9+10.5*18.9+11.7*19.9+2*19.9) = 58195 kN - Trọng l-ợng của cọc :
N2 = 603.75*3 = 1811 kN
- Trọng l-ợng của đất từ đáy đàI trở lên : N3 = 18*3.5*9.6*10 = 6048 kN
- Lực dọc d-ới đáy móng khối quy -ớc :
N = Nmax + N1 + N2 + N3 = 11503 + 58195 + 1811 + 6048 = 77557 kN
- Mômen t-ơng ứng tại trọng tâm đáy móng quy -ớc : Mx = M0 + Qy.hm = 273.68 + 112*32.6 = 3925 kNm - áp lực tính toán d-ới đáy khối móng quy -ớc :
6 . 153
3925 96
77557
min max,
qu x qu tt
W M F
p N = 813.5 ; 782.33 kN/m2
Sức chịu tảI của nền đất d-ới đáy khối móng quy -ớc tính theo công thức Terzaghi :
R® = m
s
c m q
m H
F
C N H N
B
N ( 1) ' '
5 . 0
Trong đó :
320 N 297;Nq 135;Nc 135
: Dung trọng của đất tại đáy móng, = 26.5 kN/m3
Sinh viên: Vũ Lê Nghiêu Page 154 ' : Dung trọng của đất từ đáy móng đến mặt đất tự nhiên,
1 . 36
2
* 5 . 26 7 . 11
* 9 . 19 5 . 10
* 9 . 18 4 . 8
* 9 . 17 5 . 3
*
' 18
tb = 19.33 kN/m3
Hm : khoảng cách từ đáy móng đến mặt đất tự nhiên, Hm = 36.1m
C : Lực dính của nền đất, (đất cát nên C = 0)
R® = 19.33*36.1
3
1 . 36
* 33 . 19
* ) 1 135 ( 10
* 5 . 26
* 297
* 5 .
0 = 44984.3 kN/m2
Ta cã :
Pmintt 782.33 kN/m2 < R® = 44984.3 kN/m2
Pmaxtt 813.5 kN/m2 < 1.2R® = 53981 kN/m2
Nh- vậy nền đất d-ới mũi cọc đảm bảo khả năng chịu lực.
Sinh viên: Vũ Lê Nghiêu Page 155 III.1.7.Kiểm tra độ lún của móng cọc.
- ứng suất bản thân tại đáy khối móng quy -ớc :
m tb
bt .H = 19.33*36.1 = 697.8 kN/m2
- ứng suất gây lún tại đáy khối móng quy -ớc : gl tt bt = 813.5 – 697.8 = 115.7 kN/m2
Sinh viên: Vũ Lê Nghiêu Page 156 bt 697.8 5 gl 578.5 kN/m2
Do vậy không cần kiểm ta độ lún của móng.
III.1.8.Tính toán đàI cọc.
Giả thiết bỏ qua ảnh h-ởng của cốt thép ngang.
Lực tác dụng lên các cọc :
- Cọc 1 : P1 = Pmin = 4045.3 kN
- Cọc 2 và 3 : P2 = P3 = Pmax = 4199 kN Kiểm tra điều kiện đâm thủng của cột.
Điều kiện :
P 1 bc C2 2 hc C1 h0Rbt
Trong đó :
- P : Lực đâm thủng
P = 4045.3 + 2*4199 = 12443.3 kN
- C1; C2 : là khoảng cách trên mặt bằng từ mép cột đến mép của
đáy tháp đâm thủng.
C1 = C2 = 600mm.
Do C1 = C2 < 0.5h0 = 0.5*(1500-70) = 715 mm nên lấy C1 = C2 = 0.5h0 = 715mm.
- bc; hc : Kính th-ớc cột biên 400x600 1.5 1 ( )2 3.35
1 0
1 C
h
1.5 1 ( )2 3.35
2 0
1 C
h
Ta cã :
k c
c C h C h R
b 2 2 1 0
1 = (3.35*(40+71.5)+3.35*(60+71.5))*143*0.1 = 21640.9 kN
Sinh viên: Vũ Lê Nghiêu Page 157 Nh- vậy : P = 12443.3 kN < 21640.9 kN, thoả mãn điều kiện chống chọc thủng do cột.
Hình : Sơ đồ tính chọc thủng đàI móng M1 Tính c-ờng độ trên tiết diện nghiêng theo lực cắt.
Kiểm tra theo điều kiện : Q bh0Rk
Trong đó : Q = P1 + P2 = 2*4199 = 8398 kN 0.7 1 ( 0)2 1.565
C h
Sinh viên: Vũ Lê Nghiêu Page 158 C = 600mm < 0.5h0 = 715mm nên lấy C = 0.5h0 để tính.
Ta cã : bh0Rk = 1.565*460*143*0.1 = 10294.6 kN > Q = 89398 kN.
Vậy điều kiện chọc thủng của hàng cọc d-ợc thoả mãn.
Tính toán cốt thép cho đài
Ta phảI tính toán và bố trí cốt thép trong đàI theo cả 2 ph-ơng.
Chọn lớp bảo vệ cốt thép : a = 7cm
Chiều cao làm việc : h0 = 1500 - 70 = 1430 mm
Ta thấy khoảng cách từ mép cột đến các đầu cọc là t-ơng đối bé, do vậyta chỉ tính cốt thép đài cọc theo điều kiện chịu cắt.
Mômen tác dụng lên đáy đài:
Sử dụng công thức: Mđáy=Mcột + Qcột.hm +/- Ncột.e Trong đó: Mcột - mô men tại chân cột.
e - độ lệch tâm.
tại vị trí cọc số một ta có:
M®1 = P1.x1 + Qcét.hm - Ncét.e = 4045,3.1,73 + 112.1,5 – 1150.0,087 = 6165 kN.m
Mđ23 = Mđ2 + Mđ3 = 2(P2.x2 + Qcét.hm - Ncét.e)
= 2(4199.0,867 + 112.1,5 + 1150.0,087) = 5640,74 kN.m
Mô-men nguy hiểm nhất Mđ1 = 6165 kN.m Tính toán cốt thép cho móng M1.
Fa = 2
0
1 171,07
28
* 143
* 9 . 0
616500
*
* 9 .
0 cm
R h M
k d
chọn 29 thanh 28 a150 = 178,582 cm2
Sinh viên: Vũ Lê Nghiêu Page 159 Hình : Cấu tạo cốt thép đàI móng M1