đồ án Nền Móng Phần Thuyết Minh Móng Băng - 123doc

đồ án đạt điểm cao (có bảo vệ, 9.5đ) thích hợp để sv tham khảo cách làm. không chịu trách nhiệm về nội dung, không có giá trị pháp lý, không sao chép.

THIẾT KẾ MÓNG BĂNG

I SƠ ĐỒ MÓNG VÀ SỐ LIỆU TÍNH TOÁN: 2

a) Sơ đồ móng: _2 b) Số liệu tính toán: _2 c) Số liệu địa chất: 3 d) Vật liệu móng: _3 e) Chiều sâu chôn móng: _4

II XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MÓNG (B*L): 4

a) Xác định bề rộng móng (Bm): 4 b) Điều kiện ổn định của nền đáy móng: _4 c) Điều kiện cường độ: 7 d) Điều kiện ổn định tại tâm đáy móng (điều kiện lún): _8

III CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN NGANG: _11

a) Xác định Fcot: _11 b) Xác định chiều cao móng: _11

IV XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG DẦM MÓNG (M,Q): 11

a) Biểu đồ Lực Cắt: _12 b) Biểu đồ Moment: 13

V TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP TRONG DẦM MÓNG: 13

a) Tính thép nhịp và thép gối : _14 b) Tính thép cốt xiên - cốt đai 15 c) Thanh thép số 4: 16 d) Thanh thép số 5: 16 e) Thanh thép giá số 6: _17

I SƠ ĐỒ MÓNG VÀ SỐ LIỆU TÍNH TOÁN:

a) Sơ đồ móng:

b) Số liệu tính toán:

Giá Trị Nội Lực Tính Toán

Stt Vị trí đặt lực Ntt(kN) Mtt (kNm) Qtt(kN)

THÔNG SỐ CHIỀU DÀI L (m):

c) Số liệu địa chất:

 Giả thiết lấy lớp 2 của địa chất đã thống kê ở phần THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT để tính toán móng băng, xem như lớp 2 nằm trên mặt đất có

độ dày 6m Cao độ MNN lấy bằng cao độ mực nước lớn nhất ở các hố khoan => cao độ MNN = -4.5m

 Thành phần lớp đất : sét bụi, màu xám xanh – xám nâu, trạng thái nửa cứng

Phân bố lớp đất:

TÊN HỐ KHOAN

ĐỘ SÂU MẶT LỚP

(m)

ĐỘ SÂU ĐÁY LỚP

(m)

BỀ DÀY

(m)

SPT

(búa)

Các chỉ tiêu cơ lý: (từ thống kê)

 (kN/m 3 ) 19.7824 19,6143 Đến 19,9504 19,6796 Đến 19,8851

d (kN/m 3 ) 15.6412 15,3626 Đế

n

(kN/m 3 ) 9.8706 9,6997 Đến 10,0415 9,7661 Đến 9,9751

c (kN/m 2 ) 48.314 40,280 Đế

n

56,347 43,281 Đế

n 53,347

 ( 0 ) 14.485 12,489 Đế

n

16,482 13,245 Đế

n 15,747

d) Vật liệu móng:

- Móng được đúc bằng bê tông B20 (M250) có R bt= 0.9 MPa, R b= 11.5MPa, E=27x103MPa = 2.7x107KN/m2

- Cốt thép loại AII có cường độ chịu nén tính toán là R sc=280MPa

- Cốt thép loại AII có cường độ chịu kéo tính toán là R s=280MPa

- Cốt thép loại AII có cường độ chịu cắt tính toán là R sw=225MPa

(Bảng 21 – TCVN 5574 : 2012 )

- Hệ số vượt tải n=1.15

- γ tb giữa đất và bê tông bằng 22 KN/m3

e) Chiều sâu chôn móng:

 Chọn chiều sâu chôn móng: D f= 1.5 m

 Chọn sơ bộ chiều cao:

hd = (1/12 : 1/6)L max = (1/12÷1/6)5.6=(0.47÷0.93)

chọn hd = 0.8m

II XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MÓNG (B*L):

l a= (1/5÷1/3)l1= (0.34÷0,57)(m)→ chọn l a= 0,5(m)

l b= (1/5÷1/4)l4= (0.64÷0,8)(m)→ chọn l b= 0,7(m)

Tổng chiều dài móng là :

L = l a + L1+L2+L3+L4+l b

= 0,5 + 1,7 + 5,6 + 4,1 + 3,2 + 0,7=15,8 m

Chọn sơ bộ Bm=1 (m)

Đáy móng đặt tại lớp số 2

Tra Bảng 14, TCVN 9632 : 2012, ta có:

Với góc nội ma sát φ =13.20(TTGH II )⟹{A=0.269 B=2.081

D=4.590

Với góc nội ma sát φ =12.40(TTGH I )⟹{N q=3.459

N γ=1.975

Tra bảng 15, TCVN 9632 : 2012, chọn :

m1 = 1.2; m2 = 1.1; K tc = 1.1

C tc ( TTGH II) = 43.281 (KN/m2)

γ II = 19.6796 KN/m3 và γ ' II =9.7661 KN/m3

i

f) Điều kiện ổn định của nền đáy móng:

{ P tb

tc ≤ R tc

P max tc ≤1.2

P min tc

> 0

R tc (1)

Trong đó: R tccường độ (sức chịu tải tiêu chuẩn) của đất nền dưới đáy móng

R0tc

=m1m2

K tc (A B m γ II+B D f γ ' II

+D c)

P max/ min tc =∑N tt

B∗L ±

6∑M tt B∗L2 +γ tb D f

*Tổng tải trọng tác dụng theo phương đứng: ( chiều dương theo kim đồng hồ)

- Trường hợp gió trái:

 Ntt 283 + 753 + 1036 + 941 + 471 = 3484 (kN)

 Htt 103 + 144 + 185 + 205 - 123 = 514 (kN)

 Mtt_trái Mitt + ∑N i t t∗Li + ∑H i tt

∗h d

- Chọn chiều dương momen ngược chiều kim đồng hồ, ta có :

 ∑M i tt = -33 - 59 - 65 - 52 + 39 = -170 (kNm)

Gọi d i là khoảng cách từ điểm đặt lực N i tới tâm đáy móng, ta có :

d1=∑L

2 −L a= 15,8

2 −0,5 = 7,22 (m)7,4

d2=d1−L1= 7,22 – 1,7 = 5,52 (m)5,7

d3=d2−L2= 5,52 – 5,6 = 0,1 (m)

d4=∑L

2 −L b−L4 = 15,8

d5=∑L

2 −L b = = 15,8

 Nitt Li                              

+ (941*(-4)) +(471*(-7,2))

(kNm)

 Hitt * hd = 514 * 0,8 = 411,2 (kNm)

 Mtt_trái  -170 + (-665,3) +411,2 = -424,1 ( kNm)

i

Trường hợp gió phải:

 Ntt 283 + 753 + 1036 + 941 + 471 = 3484 (kN)

 Htt 103 + 144 + 185 + 205 – 123)= -514 (kN)

 Mtt_trái

Mitt + ∑N i t t∗Li + ∑H i tt

∗h d

- Chọn chiều dương momen ngược chiều kim đồng hồ, ta có :

 ∑M i tt = -33 - 59 - 65 - 52 + 39 = -170 (kNm)

Gọi d i là khoảng cách từ điểm đặt lực N i tới tâm đáy móng, ta có :

d1 =∑L

2 −L a= 15,8

2 −0,5 = 7,22 (m)7,4

d2=d1−L1= 7,22 – 1,7 = 5,52 (m)5,7

d3=d2−L2= 5,52 – 5,6 = 0,1 (m)

d4 =∑L

2 −L b−L4 = 15,8

d5=∑L

2 −L b = = 15,8

 Nitt Li                              

+ (941*(-4)) +(471*(-7,2))

(kNm)

 Hitt * hd = -514 * 0,8 = -411,2 (kNm)

 Mtt_trái  -170 + (-665,3) +-411,2 = -1246,5 ( kNm)

Quy về giá trị tiêu chuẩn

Hệ số vượt tải n = 1.15

Tổng hợp tải trọng lên móng băng

TRƯỜNG

HỢP

)

R tc= m1m2

K tc (A B m γ II+B D f γ ' II

+D c)

Với: m1,m2 tra theo bảng 15, TCVN 9362 : 2012, độ sệt I l= 0,04 < 0,5 =>

m1=1,2 ;m2=1; Ktc=1.

Các thông số A;B;D tra theo bảng 14, TCVN 9362 : 2012

Với φ=15 o

= ¿ A= 0,325 ; B= 2,3 ; D = 4,845

γ¿II : là dung trọng đất nằm phía trên độ sâu đặt móng tính theo TTGH II (kN/ m3);

γ II : là dung trọng của đất nằm phía dưới độ sâu đặt móng tính theo TTGH II (kN/m3);

Suy ra : R tc=1,2 *(0,325*1*19,6769+2,3*1,5*19,6769 + 4,854*43,281) = 340,9 (KN/m2)

Kích thước móng được xác định sơ bộ:

+F ≥ ∑N tc

R tc−γ tb D f = 340,9−22∗1.53030 = 9,84(m¿¿ 2) ¿

+F=L*B≥11,34(m¿¿ 2) ¿⟹ B≥9,84

15,8 = 0,62 (m)

Chọn Bm = 1 (m)

Kiểm tra điều kiện ổn định:

{ P tb

tc ≤ R

P max tc ≤1,2 R

P min tc ≥ 0

Với :

P tb tc = N tc

F +γ tb D f

P max ⁡(min) tc =N tc

F ±

6 M dy tc

B L2 +γ tb D f

(giá trị momen lấy trị tuyệt đói vì dấu +/- chỉ mang tính chất biểu hiện hướng chiều momen, không thể hiện giá trị đại số)

P max tc =1∗15,83030 +6∗10841∗15,82 + 22*1.5 = 250,8 (KN/m2)

P min tc =1∗15,83030 -6∗10841∗15,82 + 22*1.5= 198,7 (KN/m2)

P tb tc = P max tc +P min tc

*Kiểm tra điều kiện ổn định:

{ P tb

tc

=224,8≤ Rtc=340,9(KN /m2)

P max tc =250,8≤ 1,2∗Rtc=1,2∗340,9=409,08(KN /m2)

P min tc =198,7(KN /m 2

)≥ 0

Vậy thỏa điều kiện ổn định.

g) Điều kiện cường độ:

Hệ số an toàn cường độ:

F s= q ult

P max tt ≥[F s]=2

Với : φ=15 o => {N c=12,86

N q=4,45

N γ=2,79

q ult= cN c+ γ ' I D f N q +0.5γ I B m N γ = 40,28*12,86 + 19,6143*1,5*4,45 +

0,5*19,6143*1*2,79

= 676,3 (KN/m2)

P max tt

=∑N tt

B∗L +

6∑M tt B∗L2 +γ tb D f = 1∗15,83484 + 6∗1246,5

F s=676,3283,5 = 2,39 > [F]= 2 =>(thỏa mãn)

h) Điều kiện ổn định tại tâm đáy móng (điều kiện lún):

P gl = P tb tc – γ D f = N tc

F + (γ tb−γ ')∗D f = 1∗15,83030 +(22−19,6769)∗1,5

¿ 195,3(KN/m2)

Độ lún:

S=∑S i = ∑e 1+e 1 i−e 2i

1 i

∗h i ≤[s]=8(cm)

Chia lớp đất dưới đáy móng thành từng đoạn nhỏ

Chọn h i =1,2 (m)

Ta được phép dừng tính lún khi : 5σ gl < σ 1i

*Chọn mẫu đất tính lún: ( tại HK4)

Cấp áp lực P (kN/

800

Kết quả tính lún:

0.4

0.45

0.5

0.55

0.6

f(x) = − 0.07 ln(x) + 0.6 f(x) = 0.61 x^-0.14 f(x) = − 0 x² − 0.01 x + 0.6

Đồ thị quan hệ e - p

C p áp l c p ấp áp lực p ực p

Z/

xét dừn g tính lún

tổng

độ lún

s (cm)

kiểm tra điều kiện lún

0,75

5

195,25

7

147,49

0 35,462

tính tiếp 2,2 41,40

8 147,98 9 0,56 6 0,53 1 0,02 2

0,33

6

195,25

7 65,671 47,355

tính tiếp 3,5 53,30

1

106,35

1

0,70 5

0,68 3

0,01 3

0,20

7

195,25

7 40,429 59,248

tính tiếp 4,3 65,19

4 99,777

0,69 8

0,68 5

0,00 8

0,14

7

195,25

7 28,737 71,141

tính tiếp 4,9 77,08

7

102,40

6

0,69 5

0,68 4

0,00 7

tiếp 5,5 88,98

0 108,60 8 0,68 8 0,67 9 0,00 5

=> thỏa điều kiện về độ lún.

III CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN NGANG:

a) Xác định Fcot:

Fcot=β N max

tt

R b =1.2 1036 (kN )

Chọn b cxh c=30x40 (cm)

i) Xác định chiều cao móng:

+ chọn bề rộng sườn: b b=b c+10cm=40cm

+chọn chiều cao móng:

h=(121 ÷

1

6)L max=(121 ÷

1

6)5.6=(0.47÷0.93)m chọn h=0.8m

bề rộng móng B=1(m)

*Chọn chiều cao của bản h b:

P ttnet max=N tt

F +

6∗M tt

b∗L2 = 3484

6∗1365,3 1∗15,8 2 =253,3 (KN/m2

¿

P xt=P tt∗S xt=P tt∗L(b−b c)

2 = 253,3 ¿ 15,8(1−0.3)

2 = 1400,9 (KN/m2

¿

P cx=0.75∗Rbt∗S cx=0.75∗Rbt∗L∗h 0 b= 0.75*900*15,8*(h b – 0.05)

Điều kiện P xt<P cx

⟹ 1400,1 < 0.75*900*15,8 (h b – 0.05)

⟹ h b> 0,1813 (m)

Chọn h b= 0.5m ⟹ h0= 0.5 – 0.05= 0.45(m)

Chọn chiều cao của cánh móng :h a = 0.2(m)

⟹ Độ dốc của bản móng bằng h b/h a= 0.5/0.2=2.5>1 (thỏa điều kiện)

IV XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG DẦM MÓNG (M,Q):

o Áp lực phân bố do trọng lượng móng và lớp dất nằm trên móng :

P = D f∗γ tb = 1.5*22 = 33 (KN/m2)

o Tải phân bố điều trên một đơn vị chiều dài:

q = P*Bm = 33*1 = 33 (KN/m) +Hệ số nền:

C z= P gl

0.5∗S =0.5∗0,066195,257 = 5917 (KN/m3

¿

⟹ K1=K n=C z∗b∗0.1 m

2 = 5617 ¿ 1∗0.1

2 = 280,9 (KN/m)

⟹ K2=K n−1=C z∗b∗0.1m = 5617*1*0.1= 561,7 (KN/m)

Ta sử dụng phần mền SAP2000 để tính lực cắt và moment tại dầm:

Kết quả chạy sap2000 v14.2.2:

Biểu đồ nội lực:

a) Biểu đồ Lực Cắt:

j) Biểu đồ Moment:

-454,12

157,6

-102,8

161,98

-284,2

463,4 436,2

-578,6

537,4

-194,3

-573,1

V TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP TRONG DẦM MÓNG:

 Xác định vị trí trục trung hòa:

100,2 -78,75

396,1

-125,9

338 154,4

-1,69

61,6

= 0.9∗11.5∗103∗1∗0.2∗(0.45−0.5∗0.2)= 724,5 (KNm)

M f>M max = 573 kNm Vậy ta có trục trung hòa qua cánh cho cả dầm móng

Công thức tính:

α m= M max

γ b∗R b∗b∗h02

Diện tích cốt thép tại các mặt cắt:

A s=γ b∗ξ∗R b∗b∗h0

R s

Hàm lượng thép:

μ= A s

μ min=0.05 %<μ<μmax= ¿

Chọn a = 50 mm ⟹ h0=800−50=750 mm

a) Tính thép nhịp và thép gối :

TIẾT DIỆN

M(kNm) α m ؏ (mm2)As μ(%

)

chọn cốt thép cạnh

b

(mm)

h (mm)

số thanh

ph i

số thanh

ph i

As chọn (mm2 )

MC

1-1(gối

)

MC

MC

3-3(gối

)

MC

5-5(gối

)

338,00

0,058 0,060 1244 0,16

1963

MC

6-6 1000 800 125,94 0,022 0,022 455 0,06

MC

7-7(gối

)

396,12

0,068 0,071 1466 0,18

1610

MC

8-8 1000 800 78,75 0,014 0,014 283 0,04

MC

9-9(gối

)

100,15

0,017 0,017 361 0,05

2 25

982

k) Tính thép cốt xiên - cốt đai

Từ bảng kết quả tính toán ta thấy Q max= 578,6 (KN)

Các giá trị φ2, φ3, φ4tra bảng 6.1 trang 107 sàn sườn bê tông toàn khối – nguyễn đình cống

Kiểm tra điều kiện khống chế:

Q max kc

=φ3∗R bt∗b b∗h0= ¿0.35*11500*0.4*0.75= 1207,5 (KN)

Vậy Q max= 578,6 (KN) < Q max kc = ¿1207,5 (KN)

Suy ra: bê tông không đủ chịu cắt cần tính cốt đai cho dầm:

Chọn thép Φ10, số nhánh n=2 a s= 0.785 (cm2

¿

- Tính bước cốt đai:

S ct=h

800

S max ¿1.5∗(1+φ n)∗γ b∗R bt∗b b∗h02

Q max

4∗φ ∗(1+φ +φ )∗γ ∗R ∗b ∗h2

=4∗2 (1+0+0 )∗0.9∗400∗750

2

(578,6∗10 3

)2 *225*2*78.5 = 171 (mm)

S=min(S ct ; S max ; S tt)=200 (mm)

Chọn cốt đai Φ10a200, số nhánh n = 2, bố trí đoạn L/4 ở đầu dầm

*Khả năng chống cắt của cốt đai và bê tông:

q b=R sw∗n∗a s

Q db=√13∗R sw∗b∗h02

Suy ra Q db> Q max kc , cốt đai đủ khả năng chịu cắt

+Giữa nhịp ta chọn:

S≤{34h=

3

250 mm

=>chọn S = 250(mm)

Vậy bố trí cốt đai Φ10a200 cho đoạn L/4 đầu dầm, Φ10a250 cho đoạn L/2 giữa nhịp

l) Thanh thép số 4:

M=1

8P max

tc

(b−b b)2∗1 m= 18∗ ¿253 3*(1 – 0.4) 2 ∗1 = 11,4 (KNm) Diện tích cốt thép:

A s= M

0.9∗R s∗(h b−h0)=¿

11,4

Chọn Φ10 ⟹ a s = 0.785 (cm2)

⟹ n = A s/a s = 1.005/0.785 = 1.3 thanh

Chọn 2 thanh Φ10

Khoảng cách a = 600/2 = 300 (mm)

Vậy chọn thép Φ10a300

m) Thanh thép số 5:

tt tt

M1−1=P tt net max

∗(b−b c)2

253,3∗(1−0,3)2

A s= M1−1

0,9∗R s∗h0=

15,5

6

=136,7(mm2)

Chọn thép theo cốt thép cấu tạo móng : ∅10a200 có A  s 791 mm2

n) Thanh thép giá số 6:

Chọn cốt thép theo cốt thép cấu tạo: 2Φ12