Thiết kế móng cọc dãy cột biên

Chương 6 TÍNH TOÁN NỀN MÓNG KHUNG TRỤC 2

7.3 Thiết kế móng cọc dãy cột biên

Ta chọn thiết kế cọc cho 1B (móng dưới cột 1B Cột kích thước bxh = 65x65 cm) 7.3.3.1Tổ hợp tải trọng:

Tải trọng tác dụng đến đỉnh đài móng 11A (móng dưới cột C32),được lấy từ bảng tổ hợp nội lực của khung

tt tc

0 0

tt tc

0 0

tt tc

0 0

N 430,64T N 358,87T

Q 1,9T Q 1,58T

M 4,67T.m M 3,89T.m

�   �  

� �

 �  

� �

�   � 

� �

7.3.3.2Xác định chiều sâu đặt đáy đài và chọn loại cọc:

Cọc được ép xuống bằng máy ép thuỷ lực có khoan dẫn xuống độ sâu -17,35m, (tính từ cốt thiên nhiên). Ngàm cọc vào đài 0,15m bằng cách đập bê tông đầu cọc cho cốt thép chủ của cọc ngàm chặt vào đài 0,3m

Chọn chiều sâu đặt đế đài: h = 1,5m (Nằm vào lớp đất 2). Chiều cao đài h=0,8m Làm lớp vữa lót bê tông xi măng B10 đá 4x 6 dày 10cm dưới đáy đài.

7.4. Tính sức chịu tải của cọc Theo điều kiện vật liệu làm cọc

PVL = .(Ra.Fa + Rb.Fb)

SVTH: Nguyễn Mạnh Hùng

LỚP : XDD53– ĐH2 Page 108

0,59

: Do móng cọc đài thấp, cọc xuyên qua lớp bùn Rb = 115 KG/cm2

Fb = 40.40 = 1600 cm2 Ra = 2800 kG/cm2 Fa = 15,2cm2 (4 22)

Pvl = 0,59.(2800. 15,2 + 115. 1600) = 133,67 (T) Theo điều kiện đất nền

Mũi cọc tỳ lên lớp cát vừa nên cọc làm việc theo sơ đồ cọc ma sát. Sức chịu tải của cọc theo đất nền xác định theo công thức:

Pđ = m.(mR. R. F+ u.

n

f i i i 1

m f .h

�

). (7-2) Trong đó: m = 1: Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất.

mR, mf = 1: Hệ số điều kiện làm việc của đất, tra trong bảng 5-5 giáo trình Nền và móng - Trường Đại học kiến trúc Hà Nội.

U: chu vi tiết diện ngang cọc.

li: chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc.

fi: cường độ tính toán của ma sát thành lớp đất thứ i với bề mặt xung quanh cọc, tra bảng 5-4 SGK Nền và móng có nội suy.

F: diện tích tiết diện ngang cọc.

Cường độ tính toán của đất ở mũi cọc với độ sâu H = - 17,35m (Kể từ cốt thiên nhiên).Tra bảng 5-2 giáo trình Nền và móng, đối với cát hạt vừa vừa nội suy có:R = 834 (T/m2)

Tra bảng 5 - 3 giáo trình Nền - Móng (có nội suy) ta có:

Lớp đất Điểm li zi Is fi fi.li

2 1 1 2 0,455 30 30

SVTH: Nguyễn Mạnh Hùng

LỚP : XDD53– ĐH2 Page 110

2 1,5 3,25 24,14 38,16

3

3 1,5 4,75

1,714

0 0

4 1,5 6,25 0 0

5 1,5 7,75 0 0

6 1,5 9,25 0 0

4 7 1,5 10,75

0,25 56,4 84,6

8 2 12,5 58,5 117

5 9 1,5 14,25

Cát hạt nhỏ 50,3 75,45

10 1,5 15,75 51,8 77,7

6 11 0,85 16,925 Cát thô 52,9 44,97

 15,85 467,9

. 467,9 46,8 f li i  kN  T

�

 2   

1. 1.834.0, 4 0, 4.4.46,8 208,32

Pd    T

Sức chịu tải cho phép của cọc theo điều kiện đất nền là :

 

' d

d tc

P 208,32

P 148,8 T

K 1,4

  

Có P’đ = 148,8 T > Pv = 133,67 T. Nên lấy Pv = 133,67 T để đưa vào tính toán.

6.5 Xác định số lượng cọc trong móng

Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra::

tt v 2

2 2

P 133,67

p 92,78(T / m )

(3.d) (3.0,4)

  

tt 2 0

tt tb

N 430,64

F 4,81(m )

92,78 2.1,5.1,1

p .h.n

  

  

Trọng lượng của đài và đất trên đài:

Nđtt = n. Fđ. h. tb = 1,1x 4,81x 1,5x 2 = 15,88(T) Lực dọc tính toán đến cốt đế đài:

Ntt = N0tt + Nđtt = 430,64 + 15,88 = 446,52 (T).

Số lượng cọc sơ bộ:

tt

c v

N 446,52

n 3,34

P 133,67

  

cọc.

Vì móng chịu tải lệch tâm nên lấy số cọc nc’ = 4 cọc.

Bố trí các cọc móng cột trục B trong mặt bằng như hình sau :

7.6. Kiểm tra móng cọc Kiểm tra sức chịu tải của cọc

Giả thiết chiều cao đài là: hđ = 0,8m.

Diện tích đế đài thực tế:

Fđ’ = 2x2,5 = 5m2.

Trọng lượng tính toán của đài và đất trên đài thực tế:

N’đtt = n.F’đ. h. tb = 1,1x5x 1,5x 2 = 16,5(T).

Lực dọc xác định đến cốt đế đài thực tế:

Ntt1 = N0tt + Nttđ = 430,64+16,5 = 447,04 (T).

SVTH: Nguyễn Mạnh Hùng

LỚP : XDD53– ĐH2 Page 112

Mômen tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài:

Mxtt = Mx + H0. Hm = 4,67 + 1,9 x 0,8 = 6,19 (T.m).

Lực dọc truyền xuống các cọc dãy biên:

tt tt

tt 1tt max max

max ' n n 2 2

2 2

min c i i

i 1 i 1

M .x M .y

N 430,74 4,67.0,95 1,9.1,4

P n 4 4.0,95 4.1,4

x y

 

 � �  � �

� �

. Pttmax = 72,95 (T).

Pttmin = 70,63(T).

Trọng lượng tính toán của cọc:

Pc = 0,4x 0,4x 15,85 x 2,5x 1,1 = 6,98(T).

Ở đây: Pttmax + Pc = 72,95+6,98 = 79,93(T) < Pv =133,67(T). Thoả mãn điều kiện lực max truyền xuống dãy cọc biên và Pttmin =70,63> 0 nên không phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ.

6.7. Kiểm tra cường độ đất nền

Độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún của nền khối móng quy ước có mặt cắt là: abcd.

Trong đó:

tb

4

   .

1 1 2 2 n n

tb 1 2 n

.h .h .... .h 18.2,5 15.6 25.3,5 28.3 35.0,85

21, 21

h h ... h 2,5 6 3,5 3 0,85

         

   

      

21,21 o

4 5,3

  

Chiều dài khối móng quy ước:

LM = L+2H. tg

0, 4  

0,95.2 2. 2.15,85. 5,3 5, 24

2 tg m

   �

Chiều rộng khối móng quy ước:

BM = B+2H. tg

0, 4  

1, 4 2. 2.15,85. 5,3 5,74

2 tg m

   �

Chiều cao khối móng quy ước:

SVTH: Nguyễn Mạnh Hùng

LỚP : XDD53– ĐH2 Page 114

HM = 17,35 (m)

Xác định trọng lượng của khối móng quy ước - Trị tiêu chuẩn của cọc dài 16m

Nctc= 16.0,4.0,4.2,5 = 6,4(T)

- Trong phạm vi từ đế đài trở lên có thể xác định theo công thức:

N1c = LM .BM . h. tb = 5,24.5,74.1,5.2 =90 (T)

- Trọng lượng của lớp 2 sét pha trong phạm vi từ đế đài đến hết lớp sét pha (trừ đi phần thể tích bị cọc chiếm chỗ):

N2c=(5,24.5,74.2,5-2,5.0,4.0,4.6).1,9= 138,31 (T).

- Trọng lượng của 6 đoạn cọc trong phạm vi lớp 2

cc2

N 3.0, 4.0, 4.2,5.64,8(T)

- Trọng lượng của lớp 3

N3c = (5,24x 5,74x 6 – 6x 0,4x 0,4x6)x 1,82 = 317,96 (T) - Trọng lượng của 4 đoạn cọc trong phạm vi lớp 3

cc3

N 0, 4.0,4.2,5.6.6 14, 4(T)

- Trọng lượng của lớp 4

N4c = = (5,24x5,74x 3,5 – 3,5x 0,4x 0,4x 6)x 1,88 = 191,6 (T) - Trọng lượng của 4 đoạn cọc trong phạm vi lớp 4

cc4

N 0, 4.0, 4.2,5.3,5.6 8, 4(T)

- Trọng lượng của 4 đoạn cọc trong phạm vi lớp 5

cc5

N 0, 4.0, 4.2,5.3.67, 2(T)

- Trọng lượng của lớp 6

N6c = = (5,24x 5,74x 0,85 – 0,85x 0,4x 0,4x6)x 1,92 = 24,75 (T) - Trọng lượng của 4 đoạn cọc trong phạm vi lớp 6

cc6

N 0, 4.0, 4.2,5.0,85.62,04(T)

 Trọng lượng của khối móng quy ước:

Ncqư = N1c + N 2c + Nc2c + N3c + Nc3c + N4c + Nc4c + N5c + Nc5c+ N6c + Nc6c

= 90+138,31+4,8+317,96+14,4+191,6+8,4+162,48+7,2+24,75+2,04= 961,94 (T).

- Lực dọc tiêu chuẩn xác định đến đáy khối quy ước:

NKtc = N0tc+ Nqưc =

tt c

o qu

N 430,64

N 961,94 1320,8

1,2   1,2  

(T).

- Mômen tiêu chuẩn tương ứng tại trọng tâm đáy khối quy ước:

MKtc = M0c + H0c. H =

tt tt

o o

M H 4,67 1,9

H .17,35 31,36(T.m).

1, 2 1,2  1, 2 1,2 

Độ lệch tâm:

cK cK

M 31,36

e 0,024(m)

1320,8

 N  

- Áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối quy ước:

SVTH: Nguyễn Mạnh Hùng

LỚP : XDD53– ĐH2 Page 116

c cK

maxmin M M M

N 6.e 1320,8 6.0,024

. 1 . 1

L .B L 5,24.5,74 5,24

� � � �

  ��� �� ��� ��

.

c 2

max 45,12(T / m )

 

c 2

min 42,71(T / m )

 

c 2

tb 43,93(T / m )

 

- Cường độ tính toán của đất ở đáy khối móng quy ước:

 ' 

1 2

M M II M II II

tc

R m .m . 1,1.A.B . 1,1.B.H . 3D.C

 K    

Trong đó: Ktc = 1 (vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp).

Tra bảng: 2 -2 giáo trình Nền và Móng có:

m1 = 1,4; m2 = 1 (Vì công trình không thuộc loại tuyệt đối cứng).

II = 35o tra bảng 2 -1 giáo trình Nền và móng ta có:

A = 1,68; B =7,73; D = 9,6. II = 1,92 (T/m3).

i i

' 3

II i

h . 1 1,6 3 1,9 6 1,82 3,5 1,88 3.1,86 0,85.1,92

1,85T / m

h 1 3 6 3,5 3 0,85

 �  �  �  �  

   

    

� �

 

M

2

1,4.1

R . 1,1.1,68.4,34.1,92 1,1.7,73.17,35.1,85 3.9,6.0,3 1

415,74(T / m ).

  



Thoả mãn điều kiện:

c 2

max 45,12(T / m )

 

< 1,2.RM = 499(T/m2).

c 2

tb 43,91(T / m )

 

< RM = 415,74 (T/m2).

Vậy có thể tính toán được độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính. Trường hợp này đất từ mũi cọc trở xuống có chiều dày lớn, đáy của khối móng quy ước có diện tích bé nên dùng mô hình nền nửa không gian biến dạng tuyến tính để tính toán. Tính toán theo phương pháp phân tầng lấy tổng.

7.8. Kiểm tra lún của móng cọc

Ứng suất bản thân tại đáy khối móng quy ước:

bt 2

z 13,35 1.1,6 3.1,9 6.1,82 3,5.1,88 3.1,96 0,85.1,92 32,01(T / m )

       

.

Ứng suất gây lún ở đáy khối móng quy ước

gl c bt 2

z 0 tb 43,91 32,01 11,903(T / m )

       

Chia nền đất dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp phân tố có chiều dày

bằng nhau:

i BM 5,74

h 1, 435(m)

4  4 

�

. Vậy chia các lớp dưới đáy móng thành các lớp có chiều dày 1m

Kết quả tính toán độ lún của các lớp phân tố được ghi trong bảng 7-1.

Bảng 7-1: Kết quả tính lún lớp phân tố.

Điểm Z (m) 2Z/Bm Lm/Bm Ko zgl (T/m2)

zbt (T/m2)

1 0 0 1,095 1,000 11,9 32,01

2 1 0,348 0,942 11,21 33,93

3 2 0,697 0,759 9,03 35,85

SVTH: Nguyễn Mạnh Hùng

LỚP : XDD53– ĐH2 Page 118

4 3 1,045 0,572 6,81 37,77

5 3,95 1,376 0,430 5,12 39,60

6 4,95 1,725 0,300 3,57 41,52

Giới hạn nền lấy đến điểm 4 ở độ sâu 3 m kể từ đáy khối quy ước. Thoả mãn

điều kiện zgl

zbt

0,2

�

. Sơ đồ tính lún như hình vẽ

Độ lún của nền:

5 gl

zi i i 1 i

S . .h

 E

� 

Lấy  = 0,8

   

 

gh

1 11,9 6,81

S 0,8.1. 11,21 9,03 0,095 m 1 cm

31000 2 2

S S 8 cm

� �

 �    � 

� �



�

Hình 7,3 Sơ đồ tính lún phân tố

Điều kiện độ lún tuyệt đối được thoả mãn. Trong phạm vi các móng thuộc trục này, điều kiện địa chất của đất dưới các móng ít thay đổi, tải trọng căn bản là giống nhau do vậy độ lún lệch tương đối giữa các móng trong trục này đảm bảo không vượt quá giới hạn cho phép, còn độ lún lệch tương đối giữa các móng trong trục này và các móng thuộc trục khác sẽ được kiểm tra khi tính toán được độ lún cho các móng thuộc trục khác.

Tính toán thép đài móng SVTH: Nguyễn Mạnh Hùng

LỚP : XDD53– ĐH2 Page 120

Lấy lớp bê tông bảo vệ h = 15cm Tính toán chọc thủng

Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện chọc thủng: vẽ tháp chọc thủng thì đáy tháp nằm ra ngoài trục các cọc. Như vậy đài cọc không bị chọc thủng, nên điều kiện chọc thủng được đảm bảo.

Hình 6.2.1.1.2. Kiếm tra chọc thủng cho móng Sơ đồ mặt ngàm móng trục B như hình sau

Hình 6.2.1.1.3. Sơ đồ mặt ngàm móng trục B - Mômen tương ứng với mặt ngàm I - I.

 MI = 0,625.2.72,95= 87,54(T.m).

- Mômen tương ứng với mặt ngàm II - II.

MII = r2.(P4+ P5+P6)

 MII = 0,375.(72,95+70,63+71,79) = 143,58(T.m).

Diện tích cốt thép chịu mômen MI - I:

5 2

a1 1

0 a

M 87,54.10

F 53,44cm

0,9.h .R 0,9.65.2800

  

Chọn 2420 Fa= 75,4 cm2, a = 14,5 cm, chiều dài mỗi thanh: 2,45 m Diện tích cốt thép chịu mômen MII - II:

5  

2 2

a2 '

0 a

M 143,58.10

F 87,66 cm

0,9.65.2800 0,9.h .R

  

Chọn 16 25 Fa= 98,47 cm2, a = 13 cm Chiều dài mỗi thanh: 1,95 m

24ứ25a=1452

16ứ25 1a=130

Bố trí cốt thép móng cột 1B

SVTH: Nguyễn Mạnh Hùng

LỚP : XDD53– ĐH2 Page 122

MỤC LỤC

Chương 1 : GIỚI THIỆU CHUNG...1 1.1 .Điều kiện xây dựng của công trình 1

1.2 .Phương án dự trù kết cấu . 3

Chương 2 :GIẢI PHÁP KẾT CẤU...4 2.1 .Chọn phương án kết cấu 4

2.2 . Phương án kết cấu : 5 2.3 . Tải trọng 7

2.4 . Lập sơ đồ tính và tính toán nội lực. 10

Chương 3 :TÍNH TOÁN SÀN...18 3.1 Sơ bộ chọn kích thước 18

3.4 .Tính toán sàn vệ sinh 20 3.4.1 Xác định nội lực 20

3.4.2 Tính toán cốt thép 20

3.5 Tính toán sàn phòng ở sinh viên 22 3.5.1 Xác định nội lực 22

3.5.2 Tính toán cốt thép 23

Chương 4 :TÍNH TOÁN DẦM...26

4.1 .Cơ sở tính toán 26

4.2 .Tính toán cho dầm B100 26

4.3 Tính toán cho dầm B101 28

4.4 Tính toán cho dầm công xon B102 30 Chương 5 : TÍNH TOÁN CỘT...33

5.1 Số liệu đầu vào 33

5.2 . Tính toán cột tầng 1 đến tầng 2 34

5.3 Tính toán cột tầng 3 đến tầng 5 40 Chương 6 : TOÁN THANG BỘ TẦNG ĐIỂN HÌNH...46

6.1 .Đặc điểm cấu tạo kết cấu và kiến trúc cầu thang bộ 46 6.1.2. Lựa chọn sơ bộ kích thước tiết diện các bộ phận 47

6.2 .Tính toán các bộ phận cầu thang 47 6.2.1. Tải trọng tác dụng 48 6.2.2. Tính toán các bộ phận của cầu thang 48 Chương 7 : TÍNH TOÁN NỀN MÓNG KHUNG TRỤC 3...57

7.1 .Đánh giá đặc điểm công trình 57 7.2 Điều kiện địa chất công trình: 57 7.3 Chọn loại nền và móng: 60

7.4 Quy trình chung thiết kế móng cọc. 60 7.5 Vật liệu. 60

SVTH: Nguyễn Mạnh Hùng

LỚP : XDD53– ĐH2 Page 124