Thuyết Minh Đồ án Nền Móng: Thiết Kế Móng Bằng

Trang chủ Tìm kiếm Trang chủ Tìm kiếm Thuyết minh Đồ án Nền Móng: Thiết kế móng bằng docx 96 2 MB 99 441 4.7 ( 19 lượt) Xem tài liệu Nhấn vào bên dưới để tải tài liệu Tải về Đang chuẩn bị: 60 Bắt đầu tải xuống Để tải xuống xem đầy đủ hãy nhấn vào bên trên Chủ đề liên quan Thuyết minh Đồ án Nền Móng Thiết kế móng bằng đồ án nền móng Xây dựng móng bằng Tính toán xây dựng móng bằng

Nội dung

Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao THIEÁT KEÁ MOÙNG BAÊNG Trang 1 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao MỤC LỤC MÓNG BĂNG A. Cơ sở lý thuyết: 1. Chọn vật liệu làm móng 2. Chọn chiều sâu chôn móng 3. Xác định kích thước sơ bộ móng 3.1 Chọn sơ bộ Bm,Lm 3.2 Chọn sơ bộ chiều cao móng 4. Kiểm tra nền 4.1 Tính nền theo biến dạng 4.1.1 Kiểm tra ổn định nền 4.1.2 Kiểm tra lún theo phương pháp tổng phân tố 4.2 Tính nền theo sức chịu tải 4.2.1 Kiểm tra sức chịu tải 4.2.2 Kiểm tra trượt đáy móng 5. Kiểm tra móng 5.1 Kiểm tra độ võng cánh 5.2 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng 5.3 Kiểm tra điều kiện chống cắt 6. Tính nội lực 6.1 Sơ đồ tính Winkler 6.2 Hệ số nền: 6.2.1 Xác định bằng thí nghiệm bàn nén hiện trường. 6.2.2 Tham khảo các bảng tổng kết kết quả nghiên cứu tin cậy. 6.3.3 Xác định từ kết quả xuyên động SPT (theo Scott – 1981) 6.3.4 Xác định từ kết quả thí nghiệm nén cố kết 6.3. Phần mềm sap 7. Tính và bố trí cốt thép 7.1 Tính và bố trí cốt thép theo phương ngang 7.2 Tính và bố trí cốt thép theo phương dọc 7.3 Tính và bố trí cốt đai B. Ví dụ tính toán Trang 2 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao A. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.Chọn vật liệu cho móng (Theo mục 5 TCXDVN 356:2005) * Kết cấu móng: o Cốt thép:  Thép chịu lực: thép AII trở lên, thép có gờ; đường kính ∅ ≥ 10; khoảng cách cốt thép (70 ÷ 300)mm.  Thép cấu tạo: thép AI trở lên. Cường độ của thép thanh TTGH I Nhóm Cường độ kéo Mpa Cường độ nén Es Thép Rsc (Mpa) Cốt dọc Rs Cốt đai, xiên Rsw AC 21000 1 225 175 225 0 2 280 225 280 21000 0 3 365 290 365 20000 0 o Bêtông:  Cấp độ bền chịu nén của bê tông gia cường cần lấy bằng cấp bê tông của kết cấu được gia cường và không nhỏ hơn B15 đối với móng. Trạng Thái Nén Rb Kéo Rbt Eb (Mpa) Cấp độ bền của bêtông TTGH I 12,5 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 7,5 8,5 11,5 14,5 17,0 19,5 22,0 25,0 27,5 30,0 33,0 0,66 0,75 0,90 1,05 1,20 1,30 1,40 1,45 1,55 1,60 1,65 21000 23000 27000 30000 32500 34500 36000 37500 39000 39500 40000 o Bêtông lót: cấp độ bền ≥ B7,5; chiều dày δ ≥ 10cm(thường δ = 10cm) o Đối với cốt thép dọc chịu lực (không ứng lực trước, ứng lực trước, ứng lực trước kéo trên bệ), chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần được lấy không nhỏ hơn đường kính cốt thép hoặc dây cáp và không nhỏ hơn:  Trong dầm móng: 30 mm  Trong móng: + lắp ghép: 30 mm + toàn khối khi có lớp bê tông lót: 35 mm + toàn khối khi không có lớp bê tông lót: 70 mm Trang 3 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao  Trong kết cấu một lớp làm từ bê tông nhẹ và bê tông rỗng cấp B7,5 và thấp hơn, chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần phải không nhỏ hơn 20 mm, còn đối với các panen tường ngoài (không có lớp trát) không được nhỏ hơn 25 mm.  Đối với các kết cấu một lớp làm từ bê tông tổ ong, trong mọi trường hợp lớp bê tông bảo vệ không nhỏ hơn 25 mm.  Trong những vùng chịu ảnh hưởng của hơi nước mặn, lấy chiều dày lớp bê tông bảo vệ theo quy định sau: Kết cấu làm việc trong vùng Khí quyển Yêu cầu thiết kế Nước Ngập lên nước(4) xuống Mác bê tông, MPa(1) 30 Độ chống thấm nước, 8 atm(2) Trên nước Trên bờ, cách mép mặt nước từ 0 km đến 1 km Gần bờ, cách mép nước từ 1 km đến 30 km 40 40 50 30 40 50 25 30 40 25 30 4 0 10 10 12 8 1 0 10 12 6 8 10 6 8 Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép, mm(3) - Kết cấu ngoài trời 50 40 30 40 30 2 40 30 25 30 25 5 - Kết cấu trong nhà - Nước biển 50 40 70 60 60 50 40 - Nước lợ cửa sông 40 30 60 50 50 40 30 2 0 Bề rộng khe nứt giới hạn, mm(5) - Kết cấu ngoài trời  0,1  0,05  0,1  0,1  0,1 - Kết cấu trong nhà - -  0,15  0,15  0,1 - Bề mặt kết cấu phẳng, không gây đọng nước, không gây tích tụ ẩm và bụi, Cấu tạo kiến trúc - Hạn chế sử dụng kết cấu BTCT dạng thanh mảnh (chớp, lan can chắn nắng), - Có khả năng tiếp cận tới mọi vị trí để kiểm tra, sửa chữa. CHÚ THÍCH: 1) Đối với kết cấu bê tông không có cốt thép ở vùng khí quyển không bắt buộc thực hiện yêu cầu về mác bê tông theo Bảng 1. 2) Đối với kết cấu bê tông không có cốt thép ở vùng khí quyển biển không bắt buộc thực hiện yêu cầu về độ chống thấm nước theo Bảng 1. Trang 4 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 3) Chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép được tính bằng khoảng cách gần nhất từ mặt ngoài kết cấu tới mặt ngoài cốt thép đai. 4) Kết cấu trong đất ở vùng ngập nước và vùng nước lên xuống được bảo vệ tương tự như kết cấu trong vùng ngập nước. 5) Bề rộng khe nứt giới hạn cho trong bảng ứng với tác dụng của toàn bộ tải trọng, kể cả dài hạn và ngắn hạn. Đối với kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước không cho phép xuất hiện vết nứt. Các kết cấu thi công bằng phương pháp đổ bê tông dưới nước (cọc nhồi, đài móng) phải tăng 20 mm chiều dày bảo vệ so với yêu cầu tối thiểu ghi ở Bảng trên. 2.Chọn chiều sâu chọn móng (Theo mục 4.5 TCVN 9362:2012) Chiều sâu đặt móng được quyết định bởi:  Chức năng cũng như đặc điểm kết cấu của nhà và công trình (ví dụ có hay không có tầng hầm, đường ống ngầm, móng của thiết bị, ...); Df Không có tầng hầm Df Hm Có tầng hầm Mặt trên trùng với tầng hầm. Trang 5 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao  Trị số và đặc điểm của tải trọng và các tác động tác dụng lên nền;  Chiều sâu đặt móng của nhà, công trình và thiết bị bên cạnh: Nếu không cần thiết, không nên đặt sâu hơn móng nhà bên cạnh. Móng cũ Móng mới Không nên Móng mới Móng cũ Nên  Địa hình hiện tại và địa hình thiết kế của nơi xây dựng Trang 6 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao Đảm bảo chống trượt. Không nên làm Nên làm  Điều kiện địa chất của nơi xây dựng (tính chất xây dựng của đất, đặc điểm thành lớp của từng loại đất, có các lớp đất nằm nghiêng dễ trượt, các hang lỗ do phong hóa hoặc do hòa tan muối,..); Tránh các mỏ hòa tan ( mỏ muối….) Lớp Đất Xấu Lớp Đất Tốt  Điều kiện địa chất thủy văn (mực nước ngầm, tầng nước mặt và khả Trang 7 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao năng thay đổi khi xây dựng và sử dụng nhà và công trình, tính ăn mòn của nước ngầm,...).  Sự xói mòn đất ở chân các công trình xây ở các lòng sông (mố cầu, trụ các đường ống,...). Chiều sâu đặt móng cần phải đủ để khi tính theo trạng thái giới hạn nền làm việc được chắc chắn. Trang 8 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 3.Xác định sơ bộ kích thước móng RII  m1 m2 ( AbII  BD f  'II  DcII  II h0 ) ktc Cách xác định BmxLm thỏa điều kiện P tc RII 3.1 Chọn sơ bộ BmxLm Tính RII Xác định diện tích sơ bộ của đáy móng tc P RII  F N tc RII  tb D f -Suy ra BmxLm Kiểm tra kích thước b x l đã chọntc phải thỏa điều kiện P RII Nếu không thỏa thì tăng BmxLm 3.2 Chọn sơ bộ chiều cao móng: h0 Thông thường chọn h0 ≥ 400 mm Sau đó kiểm tra lại bằng điều kiện chống cắt và xuyên thủng, trình bày phía sau. 3.3 Chọn kích thước cột, bc xhc Fc  Với N tt x ;  (1.2;1.5) Rb Fc bc xhc Trang 9 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 4.Kiểm tra nền: 4.1.Tính toán nền theo biến dạng (Mục 4.6 TCVN 9362:2012) Khi tính toán biến dạng của nền mà dùng các sơ đồ tính toán nêu ở 4.6.8, thì áp lực trung bình tác dụng lên nền ở dưới đáy móng do các tải trọng gây ra, không được vượt quá áp lực tính toán R (kPa) tác dụng lên nền tính theo công thức: R  m1 m2 ( AbII  BD f  ' II  DcII  II h0 ) ktc Trong đó: - m1 và m2 lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của nền đất và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền, lấy theo 4.6.10; - ktc là hệ số tin cậy lấy theo 4.6.11; - A, B và D là các hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng 14 phụ thuộc vào trị tính toán của góc mà sát trong II xác định theo 4.3.1 đến 4.3.7. - b là cạnh bé (bề rộng) của đáy móng, tính bằng mét (m); - h là chiều sâu đặt móng so với cốt qui định bị bạt đi hoặc đắp thêm, tính bằng mét (m); - II’ là trị trung bình (theo từng lớp) của trọng lượng thể tích đất nằm phía trên độ sâu đặt móng, tính bằng kilôniutơn trên mét khối (kN/m³); - II có ý nghĩa như trên, nhưng của đất nằm phía dưới đáy móng, tính bằng kilôniutơn trên mét khối (kN/m³); - cII là trị tính toán của lực dính đơn vị của đất nằm trực tiếp dưới đáy móng, tính bằng kilôpascan (kPa); - ho =h-htđ là chiều sâu đến nền tầng hầm tính bằng mét (m). Khi không có tầng hầm thì lấy ho =0; - htđ là chiều sâu đặt móng tính đổi kể từ nền tầng hầm bên trong nhà có tầng hầm, tính theo công thức:  htd h1  h2 kc II - h1 là chiều dày lớp đất ở phía trên đáy móng, tính bằng mét (m); - h2 là chiều dày của kết cấu sàn tầng hầm, tính bằng mét (m); - kc là trị tính toán trung bình của trọng lượng thể tích của kết cấu sàn tầng hầm, tính bằng kilôniutơn trên mét khối (kN/m³). Trang 10 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao Bảng 14 - Các hệ số A, B và D Các hệ số Trị tính toán của góc ma sát trong II(0) A B D 0 0 1,00 3,14 2 0,03 1,12 3,32 4 0,06 1,25 3,51 6 0,10 1,39 3,71 8 0,14 1,55 3,93 10 0,18 1,73 4,17 12 0,23 1,94 4,42 14 0,29 2,17 4,69 16 0,36 2,43 5,00 18 0,43 2,72 5,31 20 0,51 3,06 5,66 22 0,61 3,44 6,04 24 0,72 3,87 6,45 26 0,84 4,37 6,90 28 0,98 4,93 7,40 30 1,15 5,59 7,95 32 1,34 6,35 8,55 34 2,55 7,21 9,21 36 1,81 8,25 9,98 38 2,11 9,44 10,80 40 2,46 10,84 11,73 42 2,87 12,50 12,77 44 3,37 14,48 13,96 45 3,66 15,64 14,64 CHÚ THÍCH: - Công thức (15) cho phép dùng với bất kỳ hình dạng móng nào trên mặt bằng. Đối với đáy móng có dạng hình tròn hoặc đa giác đều thì trị số b lấy bằng √ F (trong đó F là diện tích đáy móng). - Khi chiều sâu đặt móng nhỏ hơn 1 m để tính toán R theo công thức (15) lấy h = 1 m; trừ trường hợp khi nền là cát bụi no nước hoặc đất sét có chỉ số sệt I s> 0,5, lúc này chiều sâu đặt móng lấy theo thực tế, kể từ cốt quy hoạch. Trang 11 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao - Khi chiều rộng tầng hầm lớn hơn 20 m thì chiều sâu đặt móng h lấy bằng h tđ (chiều sâu tính từ sàn tầng hầm). - Việc xác định áp lực đối với nền cát rời phải dựa trên các nghiên cứu đặc biệt. Trị số điều kiện làm việc của đất nền m1 và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình tác dụng qua lại với nền m2 lấy theo Bảng 15. Bảng 15 - Các hệ số m1 và m2 Loại đất Hệ số m1 Hệ số m2 đối với nhà và công trình có sơ đồ kết cấu cứng với tỷ số giữa chiều dài của nhà (công trình) hoặc từng đơn nguyên với chiều cao L/H trong khoảng: 4 và lớn hơn 7,5 và nhỏ hơn 1,4 1,2 1,4 - Khô và ít ẩm 1,3 1,1 1,3 - No nước 1,2 1,1 1,3 - Khô và ít ẩm 1,2 1,0 1,2 - No nước 1,1 1,0 1,2 Đất hòn lớn có chất nhét là sét và đất sét có chỉ số sệt Is ≤ 0,5 1,2 1,0 1,1 Như trên có chỉ số sệt Is>0,5 1,1 1,0 1,0 Đất hòn lớn có chất nhét là cát và đất cát không kể đất phấn và bụi Cát mịn: Cát bụi: CHÚ THÍCH: 1. Sơ đồ kết cấu cứng là những nhà và công trình mà kết cấu của nó có khả năng đặc biệt để chịu nội lực thêm gây ra bởi biến dạng của nền, muốn thế phải dùng các biện pháp nêu ở 4.8.7. 2. Đối với nhà có sơ đồ kết cấu mềm thì hệ số m2 lấy bằng 1. 3. Khi tỷ số chiều dài trên chiều cao của nhà công trình nằm giữa các trị số nói trên thì hệ số m2 xác định bằng nội suy. Với m1, m2, ktc, A, B, C, D xem theo mục hướng dẫn 4.6.9 TCVN 9362:2012. Trang 12 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 4.1.1 Kiểm tra ổn định nền (Mục 4.6.9 TCVN 9362:2012) Khi tính toán biến dạng của nền thì áp lực trung bình tác dụng lên nền ở dưới đáy móng do tải trọng nêu trong 4.2.2 gây ra, không được vượt quá áp lực tính toán R tác dụng lên nền theo công thức: Điều kiện ổn định của nền đáy móng.  pmIIax 1, 2 R II  II II  ptb R  II  pmin 0 Trong đó: R II : cường độ ( sức chịu tải tiêu chuẩn ) của nền dưới đáy móng. R II  m1 m2 (A b  +B D f *  D c II  II h0 ) ktc m1 và m2 lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của nền đất và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền, lấy theo 4.6.10; ktc là hệ số tin cậy lấy theo 4.6.11; A, B và D là các hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng 14 phụ thuộc vào trị tính toán của góc mà sát trong II xác định theo 4.3.1 đến 4.3.7. b là cạnh bé (bề rộng) của đáy móng, tính bằng mét (m); h là chiều sâu đặt móng so với cốt qui định bị bạt đi hoặc đắp thêm, tính bằng mét (m); II’ là trị trung bình (theo từng lớp) của trọng lượng thể tích đất nằm phía trên độ sâu đặt móng, tính bằng kilôniutơn trên mét khối (kN/m³); II có ý nghĩa như trên, nhưng của đất nằm phía dưới đáy móng, tính bằng kilôniutơn trên mét khối (kN/m³); cII là trị tính toán của lực dính đơn vị của đất nằm trực tiếp dưới đáy móng, tính bằng kilôpascan (kPa); ho =h-htđ là chiều sâu đến nền tầng hầm tính bằng mét (m). Khi không có tầng hầm thì lấy ho =0; htđ là chiều sâu đặt móng tính đổi kể từ nền tầng hầm bên trong nhà có tầng hầm, tính theo công thức: htd h1  h2 tc II' h1 là chiều dày lớp đất ở phía trên đáy móng, tính bằng mét (m); h2 là chiều dày của kết cấu sàn tầng hầm, tính bằng mét (m); pmtcax   : tc  pmin   áp lực tiêu chuẩn cực đại và cực tiểu do móng tác dụng lên nền đất. N tc 6M tc pmtcax    tb D f b L b L2 min ptbtc  N tc  tb D f b L Tải trọng tiêu chuẩn Trang 13 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao N tt N  n H tt H tc  n M tt M tc  n tc Tổng tải trọng tác dụng theo phương đứng: N tc  N1tt  N 2tt  N3tt  N 4tt  N 5tt  N 6tt H tt H1tt  H 2tt  H 3tt  H 4tt  H 5tt  H 6tt M tt  M tt   N itt di   H itt h Khoảng cách từ các điểm đặt lực tới trọng tâm đáy móng: L d1   La 2 L d 2   ( La  L1 ) 2 L d 3   ( La  L1  L2 ) 2 L d 4   ( Lb  L4  L5 2 L d 5   ( Lb  L5 ) 2 L d 6   Lb 2 Trang 14 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 4.1.2.Kiểm tra lún theo phương pháp tổng phân tố (Phụ lục C, TCVN 9362:2012) Độ sâu z(m) 0 1 1,7 2,9 Pi (kN/m2) e1 e2 a0(m2/kN) E (kN/m2) Si (m) 74,0553 67,4374 55,6936 0,7872 0,7751 0,6929 0,7424 0,7393 0,6688 0,00033849 0,00029906 0,00025561 2363,42321 2675,04388 3129,74708 0,025067 0,014118 0,017083 Bảng tính lún Xác định độ lún: Độ lún của nền móng có dùng sơ đồ tính toán dưới dạng bán không gian biến dạng đàn hồi tuyến tính xác định bằng phương pháp cộng lún các lớp trong phạm vi chiều dày chịu nén của nền. Thừa nhận rằng đối với các móng có chiều rộng hoặc đường kính nhỏ hơn 10 m, độ lún xảy ra là do áp lực thêm bằng hiệu số của áp lực trung bình do móng truyền lên và áp lực thiên nhiên do trọng lượng của đất trước khi đào móng gây ra, còn đại lượng chiều dày chịu nén của nền có thể xác định theo các chỉ dẫn ở C.1.5. Phương pháp cộng lớp cho phép xác định độ lún chẳng những của móng riêng rẽ mà cả đối với móng mà tải trọng do các móng lân cận truyền tới gây ảnh hưởng đến độ lún của nó. Trong cả hai trường hợp, áp lực thêm xác định theo phương thẳng đứng đi qua trung tâm đáy móng và để tính toán độ lún của các lớp nằm ngang trong tầng chịu nén của nền. Để tính ảnh hưởng của các móng lân cận, ngoài những áp lực đó ra cũng cần phải xác định áp lực theo phương thẳng đứng đi qua các góc của “các móng ảo” theo chỉ dẫn ở C.1.3. Trang 15 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao Khi tính toán độ lún của các móng riêng rẽ bằng phương pháp cộng lớp nên chú ý đến sơ đồ phân bố áp lực thẳng đứng trong đất nền vẽ trên Hình C.1, ở đây nên dùng các ký hiệu sau: - h là độ sâu đặt móng kể từ cao trình quy hoạch (đắp thêm vào hoặc san ủi bớt đi); - h’ là độ sâu đặt móng kể từ cao trình bề mặt địa hình thiên nhiên; - p là áp lực thực tế trung bình dưới đáy móng; - pđ là áp lực thiên nhiên trong đất tại đáy móng do trọng lượng của đất phía trên (đến cao trình địa hình thiên nhiên) gây ra; - pđz là áp lực thiên nhiên ở độ sâu z dưới đáy móng (hay ở độ sâu h’+z cách bề mặt địa hình thiên nhiên); - po = p-pđ là áp lực thêm thẳng đứng trong đất dưới đáy móng; - p0z là áp lực thêm trong đất ở độ sâu z kể từ đáy móng Áp lực thực tế trung bình dưới đáy móng: p N tc  tb D f F Trong đó: Ntc là tổng lực nén tiêu chuẩn F là diện tích đáy móng γ tb là dung trọng của lớp bê tông và phần đất phía trên ( thường lấy là 22 3 kN/m ) D f là độ sâu đặt móng kế từ cao trình quy hoạch ( đắp thêm hoặc san ủi bớt đi) Áp lực thiên nhiên trong đất tại đáy móng do trọng lượng bản thân phía trên gây ra: ( mục C.1.2 TCVN 9362:2012 ) pd i *hi ' Trong đó : γi* là dung trọng các lớp đất phía trên đáy móng hi’ là bề dày các lớp đất phía trên đáy móng Áp lực thiên nhiên ở độ sâu z dưới đáy móng: ( mục C.1.2 TCVN 9362:2012 ) pdz= γi x z Trong đó: γi là dung trọng của các lớp đất dưới đáy móng z là độ sâu đến điểm cần tính lún Áp lực thêm thẳng đứng trong đất dưới đáy móng:( mục C.1.2 TCVN 9362:2012) po  p  pd Áp lực thêm trong đất ở độ sâu z kể từ đáy móng: (mục C.1.2 TCVN 9362:2012) poz= α x ( p - pd ) = α x po Trong đó: α là hệ số tính đến sự thay đổi theo độ sâu của áp lực thêm trong đất, phụ thuộc độ sâu tương đối 2z/b và hình dạng của đáy móng.( tra bảng C.1,TCVN 9362:2012) Trang 16 Thuyết minh Đồ án Nền Móng m= 2z/b hoặc m=z/r GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao Bảng C.1- Hệ số α Hệ số α đối với các móng Chữ nhật ứng với tỷ số các cạnh n = l/b Băng khi n≥10 Hình 1 1,4 1,8 2,4 3,2 5 tròn 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,0 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 0,4 0,949 0,960 0,972 0,975 0,976 0,977 0,977 0,977 0,8 0,756 0,800 0,848 0,866 0,875 0,879 0,881 0,881 1,2 0,547 0,606 0,682 0,717 0,740 0,749 0,754 0,755 1,6 0,390 0,449 0,532 0,578 0,612 0,630 0,639 0,642 2,0 ,0285 0,336 0,414 0,463 0,505 0,529 0,545 0,550 2,4 0,214 0,257 0,325 0,374 0,419 0,449 0,470 0,477 2,8 0,165 0,201 0,260 0,304 0,35 0,383 0,410 0,420 3,2 0,130 0,160 0,210 0,251 0,294 0,329 0,360 0,374 3,6 0,106 0,130 0,173 0,209 0,250 0,283 0,320 0,337 4,0 0,087 0,108 0,145 0,176 0,214 0,248 0,285 0,306 4,4 0,073 0,091 0,122 0,150 0,185 0,218 0,256 0,280 4,8 0,067 0,077 0,105 0,130 0,161 0,192 0,230 0,258 5,2 0,053 0,066 0,091 0,112 0,141 0,170 0,208 0,239 5,6 0,046 0,058 0,079 0,099 0,124 0,152 0,189 0,223 6,0 0,040 0,051 0,070 0,087 0,110 0,136 0,172 0,208 6,4 0,036 0,045 0,062 0,077 0,098 0,122 0,158 0,106 6,8 0,032 0,040 0,055 0,069 0,088 0,110 0,144 0,184 7,2 0,028 0,036 0,049 0,062 0,080 0,100 0,133 0,175 7,6 0,024 0,032 0,044 0,056 0,072 0,091 0,123 0,166 8,0 0,022 0,029 0,040 0,051 0,066 0,084 0,113 0,158 8,4 0,021 0,026 0,037 0,046 0,060 0,077 0,105 0,150 8,8 0,019 0,024 0,034 0,042 0,055 0,070 0,098 0,144 9,2 0,018 0,022 0,031 0,039 0,051 0,065 0,091 0,137 9,6 0,016 0,020 0,028 0,036 0,047 0,060 0,085 0,132 10,0 0,015 0,019 0,026 0,033 0,044 0,056 0,079 0,126 11 0,011 0,017 0,023 0,029 0,040 0,050 0,071 0,114 12 0,009 0,015 0,020 0,026 0,031 0,044 0,060 0,104 CHÚ THÍCH: Đối với những giá trị trung gian của m và n, α xác định bằng nội suy Đối với tính móng băng, ta dò cột 1 để xác định hệ số m = 2z/b sau đó ta tra cột 9 để xác định hệ số α, với những giá trị m không có trong bảng C.1 ta sử dụng phương pháp nội suy để xác định hệ số α. Xác định vùng nền cần tính lún: ( mục C.1.5 phụ lục C TCVN 9362:2012 ) Độ sâu tầng chịu nén của nền z được hạn chế dựa vào tỉ số giữa các đại lượng thêm do mónghoặc khi kể đến ảnh hưởng của các móng lân cận (theo phương đứng qua trung tâm móng) và áp lực thiên nhiên tại cùng độ sâu Khi có nước ngầm, áp lực thiên nhiên được xác định có kể đến tác dụng đẩy nổi của nước. Trang 17 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao Đối với đất sét và đất cát: p’oz’ = 0,2 x pdz’ Đối với đất có giới hạn dưới của tầng chịu nén đã tìm được kết thúc trong lớp đất có E < 5000 kPa thì: p’oz’ = 0,1 x pdz’ Độ lún nền móng theo phương pháp cộng lớp xác định theo: ( mục C.1.6 phụ lục C TCVN 9362:2012 ) n S=β x  1 pi hi Ei Trong đó: n: số lớp chia theo độ sâu của tầng chịu nén của nền Hi: chiều dày của lớp đất thứ i Ei: module biến dạng của lớp đất thứ i Pi: áp lực thêm trung bình trong lớp đất thứ i; β : là hệ số không thứ nguyên và bằng 0.8 Tính toán nền theo biến dạng phải xuất phát từ điều kiện: ( mục 4.6.6 TCVN 9362:2012) S < Sgh Trong đó: S là trị biến dạng của nền với nhà hoặc công trình xác định bằng tính toán theo chỉ dẫn của Phụ lục C ( trong tính lún thì S là độ lún của nền thuộc các móng riêng rẽ theo mục 4.6.5) Sgh là biến dạng giới hạn cho phép của nền với nhà hoặc công trình quy định ở 4.6.21 đến 4.6.27 Biến dạng giới hạn cho phép của nền nhà và công trình S gh lấy theo Bảng 16 TCVN 9362:2012. Theo Bảng 16 khi tính lún do không xác định được công trình đang thực hiện thuộc loại nào nên ta chọn độ lún bé nhất là Sgh là 8cm Xác định hệ số nén lún ( mục 4.4.7 TCVN 4200:2012 ) an ,n  1  en  1  en  n   n 1 trong đó : en-1 là hệ số rỗng ở cấp tải trọng thứ n-1 e là hệ số rỗng ở cấp tải trọng thứ n σn-1 là áp lực nén thẳng đứng cấp thứ n-1, tính bằng kilopascan (kPa) σn là áp lực nén thẳng đứng cấp thứ n, tính bằng kilopascan (kPa) Xác định môđun biến dạng của đất: ( phụ lục A TCVN 4200:2012) 1  e0 E  mk a trong đó e0 là hệ số rỗng ban đầu của đất (ứng với cấp tải 0 – 25) β là hệ số phụ thuộc vào biến dạng ngang, lấy β = 0,8 a là hệ số nén lún m k là hệ số chuyển đổi môđun biến dạng trong phòng theo môđun biến dạng xác định bằng phương pháp nén tải trọng tĩnh Trang 18 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao Đối với công trình nhỏ và vừa (cấp II-IV), khi không có kết quả nén tải trọng tĩnh thì hệ số mk được lấy theo bảng dưới đây đối với loại đất sét có nguồn gốc bồi tích, sườn tích có chỉ số sệt Is = B ≤ 0,75 ( mk tra theo e ứng với cấp tải 100 – 200) Loại đất Cát pha Sét pha Sét 0,45 4 5 - Trị số của các hệ số mk khi hệ số rỗng e bằng 0,55 0,65 0,75 0,85 0,95 4 3,5 3 2 5 4,5 4 3 2,5 6 6 5,5 5,5 1,05 2 4,5 4.2.Tính nền theo sức chịu tải (Mục 4.7 TCVN 9362:2012) 4.2.1 Kiểm tra sức chịu tải Mục đích tính nền theo sức chịu tải theo TTGH I là đảm bảo độ bền và tính ổn định của nền đất, cũng như không cho phép lật vì sẽ dẫn đến sự chuyển vị đáng kể của từng móng hoặc toàn bộ công trình và do đó công trình không thể sử dụng được. Khi dung trong tính toán sơ đồ phá hoại của nền ( lúc đạt đến trạng thái giới hạn của nền) phải xét cả về mặt tĩnh cũng như mặt động đối với móng hoặc công trình cho trước.  Sức chịu tải của nền  đối với thành phần tải trọng thẳng đứng: Cho phép xác định bằng cách dùng nghiệm giải tích nếu nền gồm đất đồng nhất ở trạng thái ổn định và móng có đáy phẳng; còn phụ tải ở các phía khác nhau của móng về trị số không khác nhau quá 25 %.  b l ( AI b I  BI h  ' I  DI c I ) trong đó: b̄, l̄ lần lượt là bề rộng và chiều dài tính đổi của móng xác định theo các công thức:  b b  2eb  l l  2et eb và et lần lượt là độ lệch tâm của điểm đặt hợp lực theo hướng trục dọc và ngang của móng. AI, BI và DI là các hệ số không thứ nguyên xác định theo các công thức: , i, n AI  i n BI q iq nq Di q iq nc lg,lq,lc là các hệ số sức chịu tải theo biểu đồ E.1 phụ thuộc vào tgjI (BẢNG PHỤ LỤC TCVN 9362:2013) Trang 19 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao ig,iq,ic là các hệ số ảnh hưởng độ nghiêng của tải trọng theo biểu đồ E.2 phụ thuộc vào tgjI và tgd => tgd/tgjI  0.65   q 2.8  c 9.1 n, nq, nc là các hệ số ảnh hưởng của tỷ số các cạnh đế móng hình chữ nhật; n 1  0.25 n ; nq 1  1.5 n Trang 20 nc 1  0.3 n Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao I, I’ là các trị tính toán trọng lượng thể tích của đất trong phạm vi khối lăng trụ ở phía dưới và phía trên đáy móng được xác định (khi có nước ngầm) đối với đất cát có kể đến tác dụng đẩy nổi của nước. cI là trị tính toán lực dính đơn vị của đất; h là chiều sâu đặt móng; trong trường hợp phụ tải đứng không giống nhau ở các phía của móng thì h phải lấy ứng với phía tải trọng bé nhất (ví dụ phía có tầng hầm). VD:  0.65  tg  0.207  q 2.8  9.1  c tg  Trang 21 Thuyết minh Đồ án Nền Móng VD: GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao i 0.9  tg / tg 0.35  iq 1  ic 0.97 4.2.2 Kiểm tra trượt đáy móng Đối với đất nền không biến dạng như là đất cứng hoặc đất đá, cũng như công trình chịu chủ yếu tải trọng ngang thì độ lún của nền không giữ vai trò quyết định sự ổn định của công trình mà chính sự trượt ngang của móng hoặc sự phá vỡ kết cấu nền đất sẽ dẫn đến Trang 22 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao hư hại công trình. Với các công trình loại này chúng ta thường sử dụng phương pháp tính toán nền theo giới hạn về cường độ hay còn gọi là trạng thái giới hạn thứ nhất Nội dung phương pháp gồm khống chế khả năng trượt, lật của móng và không cho nền bị phá hoại cắt lực chống trượt momen chống trượt = ≥ lực gây trượt momen gây trượt momen chống lật ≥ k 1= mô men gây lật kt= kt : hệ số an toàn chống trượt kl : hệ số an toàn chống lật kcp: hệ số an toàn cho phép 5.Kiểm tra móng 5.1.Kiểm tra điều kiện độ võng cánh (Phụ lục C TCVN 5574 2012) Điều kiện: f≤fu Sơ đồ tính của bản cánh móng được xem như consol chịu tải phân bố (Bm-bd)/2 Ptt Với f tính theo sức bền vật liệu fu xác định theo mục C 2.6 TCVN 5574 -2012 1  f  Lnhip  u 150   f  1 L conxon  u 75 f (1   )  f etab fetab là độ võng của tính từ phần mền etab theo sơ đồ trên  hệ số điều chỉnh (  =1) Trang 23 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 5.2.Kiểm tra điều kiện xuyên thủng (Mục 6.2.5.4 TCXDVN 5574:2012) Kết cấu dạng bản ( không đặt cốt thép ngang) chịu tác dụng của lực phân bố đều trên một diện tích hạn chế cần được tính toán chống nén thủng theo điều kiện. Xuyên thủng trong móng đơn chỉ xuyên thủng từ cột xuống móng do lực dọc gây ra F  Rbt um h0 F – lực nén thủng lấy bằng lực tác dụng lên tháp nén thủng trừ đi phần tải trọng chống lại nén thủng tác dụng vào đáy lớn hơn của tháp nén thủng (lấy tại mặt phẳng đặt cốt thép chịu kéo) um – giá trị trung bình của chu vi đáy trên và đáy dưới tháp nén thủng hình thành khi bị nén thủng, trong phạm vi chiều cao làm việc của tiết diện tt Pxt  pnet Sngoaøiñaùyxuyeânthuûng Pcx  Rbt Scx Ñieà ukieä n :Pcx Pxt tt net P N tt  F Trang 24 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 5.3.Kiểm tra điều kiện chống cắt: (Mục 6.2.3.4 TCVN 5574 -2012) Đối với cấu kiện bê tông cốt thép không có cốt thép đai chịu cắt, để đảm bảo độ bền trên vết nứt xiên cần tính toán đối với vết nứt xiên nguy hiểm nhất theo điều kiện: b 4 (1   n ) Rbt b h02 Q c c – chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất lên trục dọc cấu kiện Vế phải của công thức lấy không lớn hơn 2,5Rbbh0 và không nhỏ hơn jb3(1+jn)Rbtbh0 Để thiên về an toàn, lấy jn= 0, jb3= 0.6 Q 0.6 Rbt bh0 6. Tính nội lực 6.1 Sơ đồ tính Winkler p q Nền Winkler Trang 25 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 6.2 Hệ số nền Trong phương án tính toán móng chịu uốn có xét đến ứng xử thực của đất nền. Đất nền được tương đồng với 1 hệ vô số các lò xo đàn hồi tuyến tính (thường gọi là nền Winkler). Hằng số đàn hồi của lò xo được gọi là hệ số phản lực nền C (hoặc k tùy tài liệu). Hệ số nền không là hằng số, mà nó thay đổi theo nhiều thông số như: bề rộng, bề dài, chiều sâu chôn móng và loại đất.    1 C  2 (kN / m3 ) S s2  s1 Cách xác định: 6.2.1. Xác định bằng thí nghiệm bàn nén hiện trường. Từ thí nghiệm bàn nén hiện trường tiết diện tròn hoặc vuộng kích thước từ 0.3 – 1m hoặc có thể lớn hơn tùy theo công trình. Vd: Để đo hệ số nền k người ta thực hiện thí nghiệm bàn nén hiện trường. có đường kính là 0.45m. Đầu tiên người ta đặt áp lực 70 kPa và chờ đến độ lún ổn định, sau đó giảm áp lực còn 10 kPa. Số đọc của 3 chuyển vị kế lần lượt là 55x105 , 103x10-5, 72x10-5m. Tiếp theo, áp lực đáy bàn nén tăng trở lại 70 kPa, số đọc chuyển vị kế bây giờ lần lượt là 70x10-5, 118x10-5, 86x10-5m. Tính hệ số nền tương ứng với bàn nén chuẩn có đường kính 0.75m. Giải Số đọc trung bình của 3 chuyển vị kế trước khi tăng tải trở lại là: (55x10-5 + 103x10-5 + 72x10-5)/3 = 76.7x10-5m Số đọc trung bình của 3 chuyển vị kế sau khi tăng tải trờ lại là: (70x10-5 + 118x10-5 + 86x10-5)/3 = 91.3x10-5m Độ lún của bàn nén: S2 – S1 = 14.6x10-5(m) Kệ số nền của đất nền dưới bàn nén đường kính 0.45m là: C = ϭ/S = (70-10)/(14.6x10-5 = 410 MN/m3 Do hệ số nền tỉ lệ nghịch với bán kính bàn nén R nên hệ số nền dưới bàn nén 0.75m là: C’ = 0.45/0.75x410 = 246 MN/m3 Trang 26 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 6.2.2 Tham khảo các bảng tổng kết kết quả nghiên cứu tin cậy. Hiệu chỉnh cho phù hợp. Bảng tham khảo hệ số nền tiêu chuẩn Terzaghi Trạng thái C0, 3(MN/m3) Rời 8 – 25 Cát khô hoặc ẩm Chặt trung bình 25 – 125 Chặt 125 – 375 Rời 10 – 15 Cát bão hòa Chặt trung bình 35 – 40 Chặt 130 – 150 Dẻo (qu = 100 – 200 kPa) 12 – 25 Sét Dẻo cứng (qu = 200 – 400 25 – 50 kPa) Cứng (qu > 400 kPa) >50 qu: sức chịu nén 1 trục của đất nền Phương pháp tra bảng:  Lớp 2a: sét pha cát, trạng thái mềm có bề dày tại các Hk1=1,5 m, tại Hk2=1,9 m , tại Hk3=3,1m có hệ số C0.3 là 25000kN/m3 Chuyển đổi: Trên công trường thực hiện bàn nén với kích thước 0.3x0.3, chuyển đổi sang: Móng vuông có kích thước BxB: Loại đất B  0.3 2 ) 2B (nền cát) 0.3 0.3 C C0,3 ( ) 25000( ) 3000kN / m 3 B 2.5 C C0,3 ( (nền sét) Móng chữ nhật BxL: C 2.5 B ) ) 3000(1  28 2200kN / m 3 L  1.5 1.5 CBB (1  + Hệ số nền: b0,1m 2,50,1 2200 275(kN / m) 2 2  K 12 C b0,1m 22002,50,1 550(kN / m)  K 11 C  Với: - S là độ lún móng băng. - K là độ cứng lò xo khi chuyển sang tính toán trên chương trình SAP2000, vì nền đất được xem như làm việc ở trạng thái đàn hồi. - Với mỗi lò xo cách nhau 1 khoảng bằng 0,1m, việc chia nhỏ và đều làmcho việc khai báo và xuất kết quả dễ dàng và chính xác. 6.2.3 Xác định từ kết quả xuyên động SPT (theo Scott – 1981) C0.3 (KN/m3) = 1800N Với N là số búa tiêu chuẩn đã được hiệu chỉnh: 5 búa Vậy C0.3 = 1800x5= 9000 (KN/m3) Trang 27 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao Móng vuông có kích thước BxB: B  0.3 2 ) 2B (nền cát) 0.3 0.3 C C0,3 ( ) 9000( ) 1080kN / m 3 B 2.5 C C0,3 ( (nền sét) Móng chữ nhật BxL: C 2.5 B ) ) 1080(1  28 800kN / m 3 L  1.5 1.5 CBB (1  + Hệ số nền: b0,1m 2,50,1 800 100(kN / m) 2 2  K 22 C b0,1m 8002,50,1 200(kN / m)  K 21 C  6.2.4 Xác định từ kết quả thí nghiệm nén cố kết: + Chỉ số nén Cs: Là hệ số góc của đường thẳng tuyến tính của đường cong nén lún e-logp, tức độ dốc đường nén: Tính Cc ta lấy hệ số góc của đường thẳng đi qua 2 điểm cuối trong thí nghiệm nén cố kết Giả sử 2 cấp cuối cùng của thí nghiệm là 200kN/m2 và 400kN/m2. Hoặc đơn giản có thể lấy hệ số góc của đường thẳng đi qua 2 điểm p1=40 kN/m2 và p2=400 kN/m2 +Chỉ số nở Cs: Là hệ số góc của đường thẳng tuyến tính của đường cong dỡ tải e-logp- độ dốc đường nén lại Trang 28 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao Ta có giá trị Es=5380 kN/m2 Một công thức gần đúng xác định hệ số nền k thường được sử dụng có dạng như sau: C Es 5380  2240kN / m 3 2 2 B (1   ) 2.5(1  0.2 ) + Hệ số nền: b0,1m 2,50,1 2240 280(kN / m) 2 2  K 32 C b0,1m 22402,50,1 560(kN / m)  K 31 C  Từ kết quả tính toán, người ta nhận thấy moment nội lực cũng như áp lực tính toán ở đáy móng không thay đổi nhiều khi thay đổi hệ số nền. Điều này có thể giải thích là do độ cứng của bản thân móng lớn hơn nhiều so với độ cứng của nền, thường là 10 lần trở lên. Trang 29 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 6.3 Tính toán bằng phần mềm sap (Ở đây sử dụng SAP2000 v14) 6.3.1. Chọn Model và hệ đơn vị: + Chạy chương trình SAP2000 v14 + Chuyển hệ đơn vị sang: kN,m,C + Tạo 1 Model mới từ thư viện sẵn có: File -> New Model, chọn “Beam” + Chọn số nhịp (Number of Spans): 7 nhịp + Bỏ chọn “Restrains” Trang 30 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Chọn mục “Use Custom Grid Spacing and Locale Origin”, click mở [Edit Grid] + Trong cửa sổ “Define Grid System Data”: - Mục “Display Grids as” chọn “Spacing” - Mục “ X Grid Data” nhập các giá trị như hình - Rồi click [OK] + Trong cửa sổ “Beam”, click [OK] + Sau đó tắt cửa sổ 3D, và phóng to cửa sổ 2D để làm việc Trang 31 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 6.3.2. Khai báo vật liệu: + Chọn Define -> Materials + Trong cửa sổ “Define Materials”: Chọn [Add New Material] + Trong cửa sổ “Material Property Data”: Chọn các thông số sau: - Material Name and Display Color (Tên VL): CONC - Material Type (Loại Vật liệu): Concrete - Weight per Unit Volume (Trọng lượng bản thân): 25 - Modulus of Elasticity, E (Module đàn hồi): 3e7 - Poisson’s Raito, U (Hệ số Poission): 0.2 - Coeffcient of Thermal Expansion (hệ số giãn nở nhiệt): 0 - Rồi click [OK] Trang 32 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Trong cửa sổ “Define Materials”, click [OK] 6.2.3. Khai báo tiết diện: + Define -> Section Properties -> Frame Section Trang 33 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Trong cửa sổ “Frame Properties”: Chọn [Add New Property] + Trong cửa sổ “Add Frame Section Property”, mục “Select Property Type” chọn “concrete”, mục “Click to Add a Concrete Section” chọn [Precast I] + Trong cửa sổ Procast Concrete I Girder, ta chọn các thông số và kết quả chọn như sau: - Section Name (Tên tiết diện): DAMMONG - Material (Chọn loại vật liệu): Chọn “CONC” - B1 = B3 = 0.4 - B2 = 2.5 - B4 = 0 - D1 = 0.7 - D2 = 0.3 - D3 = 0 - D4 = 0 - D5 = 0.2 - D6 = 0.2 - Rồi [OK] Trang 34 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Trong cửa sổ “Frame Properties”, click [OK] 6.3.4. Gán tiết diện vào móng băng: + Trên màn hình thể hiện dầm, kéo chuột chọn tất cả các phần tử (hoặc click biểu tượng [all]) + Trên thanh Menu: Chọn Assign -> Frame -> Frame Sections + Trong cửa sổ Frame Properties: Chọn “DAMMONG” và click [OK] Trang 35 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 6.3.5. Khai báo tải trọng: + Define -> Load Patterns + Trong cửa sổ “Define Load Patterns”, mục “Self Weight Multiplier” chuyển thành 0, rồi chọn [Modify Load Pattern]. Hệ số Self weight multiplier dùng để kể đến tải trọng bản thân, vì móng băng chôn vào đất, nên không cần tính đến tải bản thân của bê tông móng 6.3.6. Gán tải trọng tập trung tại chân cột: + Quy ước dấu:  ( )  - Lực dọc N theo phương Z:  ()  ()  - Lực ngang H theo phương X:  ( ) - Momen M quay quanh trực Y: - Gán 3 thành phần lực Ntt, Mtt, Htt vào từng vị trí chân cột . Click chọn chân cột cần gán (ví dụ chân cột biên tại A) Trang 36 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao . Assign -> Joint Loads -> Forces . Trong cửa sổ Joint Forces: Khai báo như sau: Mục “Cooidinate Systern”, chọn “GLOBAL” Mục “Options”, chọn “Replace Existing Loads” Force Global X: 67 Force Global Z: -1151 Moment about Global Y: 77 Chọn [OK] . Lần lượt làm tương tự với các chân cột khác 6.3.7. Chia nhỏ phần tử: + Chia các phần tử thành từng đoạn nhỏ có chiều dài 0,1m - Chia OA làm: 15 đoạn - Chia AB, EF làm: 45 đoạn - Chia BC, DE làm: 53 đoạn - Chia CD làm: 57 đoạn - Chia FZ làm: 12 đoạn Trang 37 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Ví dụ với đoạn OA: - Chọn thanh OA - Edit -> Edit Lines -> Divide Frames - Trong cửa sổ “Divide Selected Frames”, mục Divide Selected Straight Frame Objects / Divide into Specified Number of Frames / Number of Frames: nhập “15”. Sau đó click [OK]. + Làm tương tự với các thanh còn lại tương ứng với số đoạn cần chia Trang 38 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 6.3.8. Đánh số thứ tự lại cho các phần tử thanh và nút: + Mục đích của bước này là gán lại số thứ tự các nút và phần tử theo thứ tự nào đó để dễ quản lý trong khai báo và bảng kết quả. Ở đây ta đánh số thứ tự phần tử nút và phần tử thanh từ trái sang phải theo thứ tự 1,2,3… + Chọn tất cả các phần tử bằng nút [all] + Edit -> Change Labels + Trong cửa sổ “Interactive Name Change”, chọn theo các bước sau: - Item Type: Element Labels – Frame - Edit -> Auto Relabel -> All In List - Item Type: Element Labels – Joint - Edit -> Auto Relabel -> All In List Trang 39 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Để xem kết quả, và thứ tự các phần tử thanh, nút, ta vào View -> Set Display Options, và chọn như hình sau: 6.3.9. Gán liên kết lò xo cho các nút. + Chọn [all] + Assign -> Joint -> Springs + Trong cửa sổ “Joint Springs”, mục Spring Direction / Coordinate System, ta chọn GLOBAL. Mục Spring Stiffness / Translation Global Z, ta nhập 2110.534, đây là giá trị độ cứng lò xo K2 như đã tính ở mục 6.1 Trang 40 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Chọn 2 nút đầu và cuối + Assign -> Joint -> Springs + Trong cửa sổ “Joint Springs”, mục Spring Stiffness / Translation Global Z, ta nhập 1055.267, đây là giá trị độ cứng lò xo K1 như đã tính ở mục 6.1 Trang 41 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 6.3.10. Gán bậc tự do cho kết cấu + Analyze -> Set Analysis Options + Trong cửa sổ “Analysis Options”, chọn “Plane Frame”, và trong mục “Available DOFs” bỏ chọn “UX”. Sau đó [OK] 6.3.11. Giải bài toán: + Analyze -> Run Analysis Trang 42 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Trong cửa sổ “Set Load Cases to Run”, ta chọn dòng “MODAL”, và click [Run/Do Not Run Case], rồi click [Run Now] 8.3. Xem kết quả 8.3.1. Xem biểu đồ nội lực: + Xem biểu đồ Moment: - Display -> Show Forces/Stresses -> Frame/Cables - Trong cửa sổ “Member Force Diagram for Frames”, chọn như hình sau Trang 43 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Xem biểu đồ lực cắt: thực hiện tương tự, với các mục Component: Shear 2-2 Trang 44 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 8.3.2. Lưu kết quả ra bảng tính Excel: + Display -> Show Tables + Trong cửa sổ “Choose Tables for Display”: Chọn như sau: - Joint Output: Reaction, Displacements : Phản lực, Chuyển vị tại điểm - Frame Output: Thành phần khung cần xuất ra (Momen, Lực cắt...) Trang 45 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + File -> Export Current Table -> To Excel 7. Tính toán cốt thép móng: TCVN 5574 – 2012: 7.1 tính toán theo bề rộng móng (tính thép đại diện cho 1m dài của móng): bd Ntt I I ptt bm Lực phân bố dưới đáy móng: p tt N  Fm tt M  tt Wm Momen tại mặt cắt I-I: 1 2 M II  p tt  bm  bd  8 Trang 46 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao M II  As   Ra h0 → chọn bố trí cốt thép. 7.2 Tính toán theo chiều dài móng: (TCVN 5574 – 2012) a. Tính toán cốt dọc:  Tại gối: momen căng thớ dưới ta tính toán theo tiết diện chữ nhật 400x700 Chọn bê tông mác B25 có Rb=14,5 (Mpa), γ b =0,9 Chọn thép AII cóRs=280(Mpa), γ Si =1 Tra bảng E.2, trang 168, TCVN 5574 – 2012 ta được  R 0, 432 ,  R 0, 632 Chọn lớp bê tông bảo vệ dầm móng = 70mm  h0=63cm m  M  R b Rb bh02  1  1  2 m  R < ξR  R bh As  b b 0 Rs  min  As R    max  R b b bh0 Rs  Tại nhịp: Momen căng thớ trên ta tính theo tiết diện chữ T với các thông số sau: ¿ ¿ b f = 2500 (mm) ; h f = 300 (mm) đã được quy đổi ; b = 400 (mm) ; h = 700 (mm) ha h /f  hf ha  hm 2 Xét tại nhịp có Mmax (KNm) M f b Rbb /f h /f ( h0  0,5h /f ) (KNm) f M > Mmaxtrục trung hòa qua cánh, tính theo tiết diện chữ nhật 2500x700 Trang 47 hb Thuyết minh Đồ án Nền Móng m  GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao M  R b Rbbh02  1  1  2 m  R As   min  < ξR b Rbbh0 Rs As R    max  R b b bh0 Rs 7.3. Tính cốt đai (không có cốt xiên):( Theo mục 6.2.3.3 TCVN 5574 – 2012) : Đối với cấu kiện bê tông cốt thép có cốt thép ngang chịu lực cắt, để đảm bảo độ bền theo vết nứt xiên cần tính toán với tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất theo điều kiện: Q Qb  Qsw với: Q - là lực cắt tính toán. + Lực cắt Qb do riêng bê tông chịu: b 2  1   f  Rbt bh0 2 Qb  c Trong đó: c – là tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất. b 2 2 : đối với bê tông nặng f - xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén f b 0, 75 ' f  b  h 'f bh0 0,5 + Lực cắt Qsw do cốt đai chịu: Qsw qsw c0 Khoảng cách cốtđai theo tính toán: 4b 2b Rbt bh02 stt nRsw Asw Q2 (mm) R Q qsw nAsw sw qmin  stt 2h0 Hình chiếu tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất tính theo: c0  b 2  1   f  Rbt bh0 2 qsw Với h  c0  2h Trang 48 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao Khoảng cách lớn nhất giữa các cốtđai: b 4b Rbt bh02 S max  Q (mm) Khoảng cách cốtđai theo cấu tạo: h  Sct  3 300 ( mm) ⇒ S = min( Stt ; Smax ; Sct ) Chú thích qui định về chọn và bố trí thép: theo mục 8.6.6 TCVN 5574 – 2012: trong các cấu kiện chịu uốn có chiều cao tiết diện lớn hơn 700mm, ở các cạnh bên cần đặt các cốt thép dọc cấu tạo sao cho khoảng cách giữa chúng theo chiều cao không lớn hơn 400mm và diện tích tiết diện không nhỏ hơn 0,1% diện tích tiết diện bê tông có kích thước: - Theo chiều cao cấu kiện: bằng khoảng cách giữa các thanh cốt thép này; - Theo chiều rộng cấu kiện: bằng ½ chiều rộng dầm hoặc sườn, nhưng không lớn hơn 200m. Theo mục 8.7.6 TCVN – 2012 : Trong cấu kiện dạng dầm và dạng bản, cốt thép ngang được bố trí như sau: - ở vùng gần gối tựa: khoảng ¼ nhịp khi có tải trọng phân bố đều, còn khi có lực tập trung - bằng khoảng cách từ gối tựa đền lực tập trung gần gối nhất, nhưng không nhỏ hơn ¼ nhịp, khi chiều cao tiết diện cấu kiện h, bước cốt thép ngang lấy như sau: < 450 mm: lấy không lớn hơn h/2 và không lớn hơn 150mm. > 450 mm: lấy không lớn hơn h/3 và không lớn hơn 500mm. - trên các phần còn lại của nhịp khi chiều cao tiết diện cấu kiện lớn hơn 300mm, bước cốt thép đai lấy không lớn hơn 3/4h và không lớn hơn 500mm. Trang 49 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao B. Ví dụ tính toán Sơ đồ móng băng và số liệu tính toán: Bảng giá trị tải trọng đứng: Điểm đặt A B C D E F Ntt 1151 1257 1326 1328 1262 1109 Mtt 77 89 96 85 99 79 Htt 67 79 83 67 65 54 Ntc 1000.87 1093.04 1153.04 1154.78 1097.39 964.35 Mtc 66.96 77.39 83.48 73.91 86.09 68.7 Htc 58.26 68.7 72.17 58.26 56.52 46.96 Bảng giá trị khoảng cách giữa các điểm đặt lực L1(m)=AB 4.5 L2(m)=BC 5.3 L3(m)=CD 5.7 Trang 50 L4(m)=DE 5.3 L5(m)=EF 4.5 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 1. Chọn vật liệu cho móng: - Móng được đúc bằng bê tông B25 có Rb = 14,5 MPa (cường độ chịu nén của bê tông); Rbt = 1,05 MPa (cường độ chịu kéo của bê tông); module đàn hồi E = 30 10 3 MPa = 3 107 kN/m2, có hệ số điều kiện làm việc γb = 1 - Cốt thép trong móng loại CII, cường độ chịu kéo cốt thép dọc Rs = 280 MPa - Cốt thép trong móng loại CII, cường độ chịu kéo cốt thép đai Rsw = 225 MPa - Hệ số vượt tải n = 1,15. - γtb giữa bê tông và đất là 22 kN/m3 2. Chọn chiều sâu chôn móng: Từ kết quả thí nghiệm xuyên động SPT, ta thấy HK1 và HK2 có giá trị SPT xấp xỉ nhau; riêng HK3 có đất lớp mặt khá yếu N = 2, tuy nhiên từ độ sâu 3m trở xuống là một nền đất rất tốt và dày (sét pha cát lẫn sỏi sạn laterite). Do đó, ta chỉ xét HK1 và HK2 để tính toán kích thước móng băng. Giả sử nếu ta chọn chiều sâu đặt móng là D f = 2m, thì ở HK1 sẽ đặt trên nền lớp 2b có φ = 13o, c = 13kN/m3; còn HK2 vẫn đặt trên nền đất lớp 2a có φ = 12o, c = 11kN/m3. tc tc Do đó, dễ dàng ta thấy được rằng RHK1  RHK 2 . Như vậy, ta xác định kích thước móng băng dựa trên địa chất HK2. Đáy móng nên đặt trên lớp đất tốt, tránh đặt trên rễ cây hoặc lớp đất mới đắp, lớp đất quá yếu Chiều sâu chôn móng: chọn Df = 2m Chọn sơ bộ chiều cao h:  1 1  1 1 h    L i max    5,7 (0,4750,95)  12 6   12 6   choïn h 0,7m 3. Xác định kích thước sơ bộ của móng - Chọn La = 1,5m, Lb = 1,2m với La và Lb lần lượt là khoảng cách từ tim cột A và tim cột F ra đến mép ngoài cùng của móng - Tổng chiều dài móng băng là: L = 1,5 +4,5 + 5,3 + 5,7 + 5,3 + 4,5 + 1,2 = 28m 3.1 Xác định bề rộng móng B: - Chọn sơ bộ B = 1m - Các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất: Trang 51 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Df = 2m + Chiều cao mực nước ngầm 4m + Dung trọng lớp đất đắp γ = 18 kN/m3, dày 0,6m + Dung trọng lớp đất 1 trên mực nước ngầm γ1 = 17,91 kN/m3, dày 1,4m Lực dính nhỏ nhất theo trạng thái giới hạn thứ 2 c II = 11,2, kN/m2, góc nội ma sát trong nhỏ nhất theo trạng thái giới hạn thứ 2 φII = 11,927o + Từ góc nội ma sát trong φII, nội suy ra A 0,233  B 1,932 D 4,412  - Điều kiện ổn định của nền đất đáy móng.  pIImax 1,2R II  II  pmin 0 + Trong đó: . Rtc : cường độ (sức chịu tải tiêu chuẩn) của nền dưới đáy móng. R II  m1 m2 tc k (A b B Df *  D cII ) tc max p  plöïctieâ uchuaå ncöïcñaïi vaøcöïctieå udomoù ngtaù cduïngleâ nneà nñaá t  :AÙ ptcmin  tc max min p Ntc 6M tc    tbDf bL bL2 . 3.2 Khoảng cách từ các điểm đặt lực đến trọng tâm đày móng L 28 d1   L a   1,5 12,5m 2 2 L 28 d2   (L a  L 1)   (1,5 4,5) 8m 2 2 L 28 d3   (L a  L 1  L 2 )   (1,5 4,5 5,3) 2,7m 2 2 L 28 d4   (L b  L 4  L 5)   (1,2  5,3 4,5) 3m 2 2 L 28 d5   (L b  L 5)   (1,2  4,5) 8,3m 2 2 L 28 d6   (L b )   1,2 12,8m 2 2 Trang 52 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 3.3 Tổng tải trọng tác dụng theo phương đứng: Ntt N1tt  N2tt  N3tt  Ntt4  N5tt  N6tt 1151 1257 1326  1328 1262 1109 7433(kN) Htt H1tt  H2tt  H3tt  Htt4  H5tt  H6tt 67 79  83 67 65 54 43(kN) tt tt tt M tt  M   Ni di   Hi h 659,2(kN.m) Trong đó: M N tt tt i 77 89  96  85 99  79  1(kN.m) di  115112,5 12578 13262,7 13283 12628,3 110912,8 630,1 H tt i h 430,7 30,1(kN.m) - Tải trọng tiêu chuẩn: Ntt 7433 N   6463,5(kN) n 1,15 Htt 43 Htc   37,4(kN) n 1,15 M tt 659,2 M tc   573,2(kN.m) n 1,15 tc 4. Kiểm tra ổn định của nền: + Cường độ (sức chịu tải tiêu chuẩn) của đất nền dưới đáy móng: R II  m1m2 (A b B Df *  D cII ) ktc 1,11  (0,233117,91 1,932(1,417,91 0,618)  4,41211,2) 1 135,19(kN / m2 ) Ntc 6463,5 F  II  70,9(m2) R  tb Df 135,19 222 Ta có: =>chọn B = 2,5m, L = 28m Trang 53 Thuyết minh Đồ án Nền Móng R II  m1m2 tc GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao (A b B Df *  D cII ) k 1,11  (0,2332,517,91 1,932(1,417,91 0,618)  4,41211,2) 1 142,07(kN / m2 ) Kiểm tra:  tc 6463,5 6573,2  222 138,09(kN / m2 )  1,2R II 170,49(kN / m2 )  pmax  2,528  2  2,528   ptc  6463,5  6573,2  222 134,58(kN / m2 )  0  min 2,528 2,5282 => Thỏa mản ĐK 5. Kiểm tra lún : 5.1 Xác định e dựa vào kết quả thí nghiệm nén cố kết sau: Mẫu 1-1: độ sâu 1,5-2m Áp suất 0-25 25-50 (KN/m2) Hệ số rỗng 0.838 0.81 0.84 0.82 0.8 0.78 0.76 0.74 0.72 0.7 0.68 0.66 0.64 0.62 50-100 100-200 200-400 400-800 0.778 0.738 0.691 0.635 f(x)= =0.98 R² − 0.06 ln(x) + 1.04 0 100 200 300 400 Trang 54 500 600 700 800 900 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao Mẫu 2-3: độ sâu 3-3.5 m Áp suất 0-25 25-50 (KN/m2) Hệ số rỗng 0.82 0.795 50-100 100-200 200-400 400-800 0.764 0.729 0.686 0.631 f(x)= =0.98 R² − 0.05 ln(x) + 1 0.82 0.8 0.78 0.76 0.74 0.72 0.7 0.68 0.66 0.64 0.62 0 100 200 300 Mẫu 3-5: độ sâu 5-5.5m Áp suất 0-25 25-50 (KN/m2) Hệ số rỗng 0.738 0.720 0.74 400 500 600 700 800 900 50-100 100-200 200-400 400-800 0.694 0.660 0.623 0.577 f(x)= =0.98 R² − 0.05 ln(x) + 0.9 0.72 0.7 0.68 0.66 0.64 0.62 0.6 0.58 0.56 0 100 200 300 400 Mẫu 1-5: độ sâu 5-5.5m Trang 55 500 600 700 800 900 Thuyết minh Đồ án Nền Móng Áp suất (KN/m2) Hệ số rỗng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 0-25 25-50 50-100 100-200 200-400 400-800 0.788 0.770 0.747 0.722 0.689 0.651 f(x)= =0.96 R² − 0.04 ln(x) + 0.94 0.78 0.76 0.74 0.72 0.7 0.68 0.66 0.64 0.62 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Mẫu 2-7: độ sâu 7-7.5m Áp suất (KN/m2) Hệ số rỗng 0-25 25-50 50-100 100-200 200-400 400-800 0.671 0.653 0.632 0.607 0.579 0.547 0.68 f(x)= =0.98 R² − 0.03 ln(x) + 0.78 0.66 0.64 0.62 0.6 0.58 0.56 0.54 0 100 200 300 400 Mẫu 1-11: độ sâu 12-12.5m Trang 56 500 600 700 800 900 Thuyết minh Đồ án Nền Móng Áp suất (KN/m2) Hệ số rỗng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 0-25 25-50 50-100 100-200 200-400 400-800 0.596 0.58 0.563 0.541 0.517 0.488 0.62 0.6 f(x)= =0.99 R² − 0.03 ln(x) + 0.7 0.58 0.56 0.54 0.52 0.5 0.48 0.46 0 100 200 300 400 500 600 700 800 5.2. Tính toán: Cao trình quy hoạch5.2.1 Áp lực thực tế trung bình dưới đáy móng: N tc p = F + tb h 7433  22.2 136,335 1,15.2,5.28 = (kN/m2) 5.2.2 Áp lực thiên nhiên trong đất tại đáy móng do trọng lượng bản thân của đất phía trên gây ra: pd  h ' 17,911, 4  0, 6 18 =35,874(kN/m2) 5.2.3 Áp lực thêm thẳng đứng trong đất dưới đáy móng: po  p  pd 136,335  35,874 100, 461 (kN/m2) 5.2.4 Áp lực thêm trong đất ở độ sâu z kể từ đáy móng: poz = α x po Với α phụ thuộc vào độ sâu tương đối m = 2z/b và kích thước hai cạnh của móng hình chữ nhật l/b Hi(m) 0,5 1 0,8 1,2 1 1 1,5 Độ sâu z(m) 0 0,5 1,5 2,3 3,5 4,5 5,5 7 2z/b 0 0,4 1,2 1,84 2,8 3,6 4,4 5,6 α 1 0,977 0,755 0,5868 0,42 0,337 0,28 0,223 Trang 57 po 100,4614 100,4614 100,4614 100,4614 100,4614 100,4614 100,4614 100,4614 poz 100,4614 98,1508 75,8484 58,9508 42,1938 33,8555 28,1292 22,4029 900 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 5.2.5 Xác định vùng nền cần tính lún: ( Mực nước ngầm -4m ) Áp lực thiên nhiên ở độ sâu z (ứng suất do trọng lượng bản thân đất nền) Dung trọng tự nhiên của các lớp đất pdz i hi Lớp 2a 2b 3b 4a 4b 5 γ (kN/m3) 17,91 18,175 20,29 18,675 19,29 20,28 cao độ (m) -2,5 -4,3 -5,5 -6,5 -9 -15 5.2.6. Áp lực thêm trong đất và áp lực thiên nhiên: pdz (kN/m2) 35.874 44.829 63.004 74.544 86.892 95.567 104.857 120.277 poz(kN/m2) 100,4614 98,150791 75,84836 58,950752 42,19379 33,855493 28,129193 22,402893 2 Độ sâu z (m) 0 0,5 1,5 2,3 3,5 4,5 5,5 7 0,4 1,4 2,5 35,87 100,46 44,83 63 7,5 74,54 Cao trình thiên nhiên Cao trình quy hoạch 86,89 98,15 75,85 58,95 42,19 95,57 33,86 104,86 28,13 Trang 58 120,28 22,4 Cao trình đáy móng Thuyết minh Đồ án Nền Móng Cao trình quy hoạch5.2.7.Bảng tính a i 1 p  i 1 dz p p 2 i dz Độ sâu z(m) 0 0,5 1,5 2,3 3,5 4,5 5,5 7 i 2 p  i 1 oz p GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 0  pozi  p1i 2 p1 (kN/m2) p2 (kN/m2) e1 e2 a(Pa-1) 40.3515 53.9165 68.7740 80.7180 91.2295 100.2120 112.5670 139.6576 140.9161 136.1736 131.2903 129.2541 131.2043 137.8330 0.8220375 0.7889784 0.7758354 0.6929248 0.7419247 0.6366741 0.63307 0.7500268 0.7370991 0.7389478 0.6700617 0.7269434 0.6283206 0.6267927 0.000725 0.000596 0.000547 0.000452 0.000394 0.00027 0.000248 5.2.8 Bảng tính mk: (tra theo phụ lục A TCVN 4200:2012) Mô tả đất Lớp đất số 2 - Trạng thái mềm (lớp 2a) - Trạng thái dẻo mềm (lớp 2b) Lớp đất số 3 - Trạng thái dẻo mềm (lớp 3a) - Trạng thái cứng (lớp 3b) Độ sệt B (Is) 0,84 0,61 0,54 400 kPa) >50 qu: sức chịu nén 1 trục của đất nền Phương pháp tra bảng:  Lớp 2a: sét pha cát, trạng thái mềm có bề dày tại các Hk1=1,5 m, tại Hk2=1,9 m , tại Hk3=3,1m có hệ số C0.3 là 25000kN/m3 Chuyển đổi: Trên công trường thực hiện bàn nén với kích thước 0.3x0.3, chuyển đổi sang: Móng vuông có kích thước BxB: Loại đất B  0.3 2 ) 2B (nền cát) 0.3 0.3 C C0,3 ( ) 25000( ) 3000kN / m 3 B 2.5 C C0,3 ( (nền sét) Móng chữ nhật BxL: C 2.5 B ) ) 3000(1  28 2200kN / m 3 L  1.5 1.5 CBB (1  + Hệ số nền: b0,1m 2,50,1 2200 275(kN / m) 2 2  K 2 C b0,1m 22002,50,1 550(kN / m)  K 1 C  Với: - S là độ lún móng băng. Trang 64 Thuyết minh Đồ án Nền Móng - GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao K là độ cứng lò xo khi chuyển sang tính toán trên chương trình SAP2000, vì nền đất được xem như làm việc ở trạng thái đàn hồi. Với mỗi lò xo cách nhau 1 khoảng bằng 0,1m, việc chia nhỏ và đều làmcho việc khai báo và xuất kết quả dễ dàng và chính xác. 6.2.6 Xác định từ kết quả xuyên động SPT (theo Scott – 1981) C0.3 (KN/m3) = 1800N Với N là số búa tiêu chuẩn đã được hiệu chỉnh: 5 búa Vậy C0.3 = 1800x5= 9000 (KN/m3) Móng vuông có kích thước BxB: B  0.3 2 ) 2B (nền cát) 0.3 0.3 C C0,3 ( ) 9000( ) 1080kN / m 3 B 2.5 C C0,3 ( (nền sét) Móng chữ nhật BxL: C 2.5 B ) ) 1080(1  28 800kN / m 3 L  1.5 1.5 CBB (1  + Hệ số nền: b0,1m 2,50,1 800 100(kN / m) 2 2  K 2 C b0,1m 8002,50,1 200(kN / m)  K 1 C  6.2.7 Xác định từ kết quả thí nghiệm nén cố kết + Chỉ số nén Cs: Là hệ số góc của đường thẳng tuyến tính của đường cong nén lún e-logp, tức độ dốc đường nén: Tính Cc ta lấy hệ số góc của đường thẳng đi qua 2 điểm cuối trong thí nghiệm nén cố kết Giả sử 2 cấp cuối cùng của thí nghiệm là 200kN/m2 và 400kN/m2. Hoặc đơn giản có thể lấy hệ số góc của đường thẳng đi qua 2 điểm p1=40 kN/m2 và p2=400 kN/m2 +Chỉ số nở Cs: Là hệ số góc của đường thẳng tuyến tính của đường cong dỡ tải e-logp- độ dốc đường nén lại Trang 65 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao Ta có giá trị Es=5380 kN/m3 Một công thức gần đúng xác định hệ số nền k thường được sử dụng có dạng như sau: k Es 5380  2240kN / m 3 2 B (1   ) 2.5(1  0.22 ) + Hệ số nền: b0,1m 2,50,1 2240 280(kN / m) 2 2  K 2 C b0,1m 22402,50,1560(kN / m)  K 1 C  8.2. Tính toán trên chương trình SAP2000. (Ở đây sử dụng SAP2000 v14) 8.2.1. Chọn Model và hệ đơn vị: + Chạy chương trình SAP2000 v14 Trang 66 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Chuyển hệ đơn vị sang: kN,m,C + Tạo 1 Model mới từ thư viện sẵn có: File -> New Model, chọn “Beam” + Chọn số nhịp (Number of Spans): 7 nhịp + Bỏ chọn “Restrains” + Chọn mục “Use Custom Grid Spacing and Locale Origin”, click mở [Edit Grid] + Trong cửa sổ “Define Grid System Data”: - Mục “Display Grids as” chọn “Spacing” - Mục “ X Grid Data” nhập các giá trị như hình - Rồi click [OK] Trang 67 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Trong cửa sổ “Beam”, click [OK] + Sau đó tắt cửa sổ 3D, và phóng to cửa sổ 2D để làm việc 8.2.2. Khai báo vật liệu: + Chọn Define -> Materials Trang 68 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Trong cửa sổ “Define Materials”: Chọn [Add New Material] + Trong cửa sổ “Material Property Data”: Chọn các thông số sau: - Material Name and Display Color (Tên VL): CONC - Material Type (Loại Vật liệu): Concrete - Weight per Unit Volume (Trọng lượng bản thân): 25 - Modulus of Elasticity, E (Module đàn hồi): 3e7 - Poisson’s Raito, U (Hệ số Poission): 0.2 - Coeffcient of Thermal Expansion (hệ số giãn nở nhiệt): 0 - Rồi click [OK] Trang 69 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Trong cửa sổ “Define Materials”, click [OK] 8.2.3. Khai báo tiết diện: + Define -> Section Properties -> Frame Section Trang 70 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Trong cửa sổ “Frame Properties”: Chọn [Add New Property] + Trong cửa sổ “Add Frame Section Property”, mục “Select Property Type” chọn “concrete”, mục “Click to Add a Concrete Section” chọn [Precast I] + Trong cửa sổ Procast Concrete I Girder, ta chọn các thông số và kết quả chọn như sau: - Section Name (Tên tiết diện): DAMMONG - Material (Chọn loại vật liệu): Chọn “CONC” - B1 = B3 = 0.4 - B2 = 2.5 - B4 = 0 - D1 = 0.7 - D2 = 0.3 - D3 = 0 - D4 = 0 - D5 = 0.2 - D6 = 0.2 - Rồi [OK] Trang 71 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Trong cửa sổ “Frame Properties”, click [OK] 8.2.4. Gán tiết diện vào móng băng: + Trên màn hình thể hiện dầm, kéo chuột chọn tất cả các phần tử (hoặc click biểu tượng [all]) + Trên thanh Menu: Chọn Assign -> Frame -> Frame Sections + Trong cửa sổ Frame Properties: Chọn “DAMMONG” và click [OK] Trang 72 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 8.2.5. Khai báo tải trọng: + Define -> Load Patterns + Trong cửa sổ “Define Load Patterns”, mục “Self Weight Multiplier” chuyển thành 0, rồi chọn [Modify Load Pattern]. Hệ số Self weight multiplier dùng để kể đến tải trọng bản thân, vì móng băng chôn vào đất, nên không cần tính đến tải bản thân của bê tông móng 8.2.6. Gán tải trọng tập trung tại chân cột: + Quy ước dấu:  ( )  - Lực dọc N theo phương Z:  ()  ()  - Lực ngang H theo phương X:  ( ) - Momen M quay quanh trực Y: - Gán 3 thành phần lực Ntt, Mtt, Htt vào từng vị trí chân cột . Click chọn chân cột cần gán (ví dụ chân cột biên tại A) Trang 73 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao . Assign -> Joint Loads -> Forces . Trong cửa sổ Joint Forces: Khai báo như sau: Mục “Cooidinate Systern”, chọn “GLOBAL” Mục “Options”, chọn “Replace Existing Loads” Force Global X: 67 Force Global Z: -1151 Moment about Global Y: 77 Chọn [OK] . Lần lượt làm tương tự với các chân cột khác 8.2.7. Chia nhỏ phần tử: + Chia các phần tử thành từng đoạn nhỏ có chiều dài 0,1m - Chia OA làm: 15 đoạn - Chia AB, EF làm: 45 đoạn - Chia BC, DE làm: 53 đoạn - Chia CD làm: 57 đoạn - Chia FZ làm: 12 đoạn Trang 74 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Ví dụ với đoạn OA: - Chọn thanh OA - Edit -> Edit Lines -> Divide Frames - Trong cửa sổ “Divide Selected Frames”, mục Divide Selected Straight Frame Objects / Divide into Specified Number of Frames / Number of Frames: nhập “15”. Sau đó click [OK]. + Làm tương tự với các thanh còn lại tương ứng với số đoạn cần chia Trang 75 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 8.2.8. Đánh số thứ tự lại cho các phần tử thanh và nút: + Mục đích của bước này là gán lại số thứ tự các nút và phần tử theo thứ tự nào đó để dễ quản lý trong khai báo và bảng kết quả. Ở đây ta đánh số thứ tự phần tử nút và phần tử thanh từ trái sang phải theo thứ tự 1,2,3… + Chọn tất cả các phần tử bằng nút [all] + Edit -> Change Labels + Trong cửa sổ “Interactive Name Change”, chọn theo các bước sau: - Item Type: Element Labels – Frame - Edit -> Auto Relabel -> All In List - Item Type: Element Labels – Joint - Edit -> Auto Relabel -> All In List Trang 76 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Để xem kết quả, và thứ tự các phần tử thanh, nút, ta vào View -> Set Display Options, và chọn như hình sau: 8.2.9. Gán liên kết lò xo cho các nút. + Chọn [all] + Assign -> Joint -> Springs + Trong cửa sổ “Joint Springs”, mục Spring Direction / Coordinate System, ta chọn GLOBAL. Mục Spring Stiffness / Translation Global Z, ta nhập 2110.534, đây là giá trị độ cứng lò xo K2 như đã tính ở mục 6.1 Trang 77 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Chọn 2 nút đầu và cuối + Assign -> Joint -> Springs + Trong cửa sổ “Joint Springs”, mục Spring Stiffness / Translation Global Z, ta nhập 1055.267, đây là giá trị độ cứng lò xo K1 như đã tính ở mục 6.1 Trang 78 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 8.2.10. Gán bậc tự do cho kết cấu + Analyze -> Set Analysis Options + Trong cửa sổ “Analysis Options”, chọn “Plane Frame”, và trong mục “Available DOFs” bỏ chọn “UX”. Sau đó [OK] 8.2.11. Giải bài toán: + Analyze -> Run Analysis Trang 79 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Trong cửa sổ “Set Load Cases to Run”, ta chọn dòng “MODAL”, và click [Run/Do Not Run Case], rồi click [Run Now] 8.3. Xem kết quả 8.3.1. Xem biểu đồ nội lực: + Xem biểu đồ Moment: - Display -> Show Forces/Stresses -> Frame/Cables - Trong cửa sổ “Member Force Diagram for Frames”, chọn như hình sau Trang 80 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + Xem biểu đồ lực cắt: thực hiện tương tự, với các mục Component: Shear 2-2 Trang 81 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 8.3.2. Lưu kết quả ra bảng tính Excel: + Display -> Show Tables + Trong cửa sổ “Choose Tables for Display”: Chọn như sau: - Joint Output: Reaction, Displacements : Phản lực, Chuyển vị tại điểm - Frame Output: Thành phần khung cần xuất ra (Momen, Lực cắt...) Trang 82 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao + File -> Export Current Table -> To Excel 9) Tính toán cốt thép: 9.1) Tính toán cốt thép theo phương cạnh ngang: 9.1.1) Sơ đồ tính: bd Ntt I Mtt I bm Trang 83 ptt Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 9.1.2) Tải tác dụng: + Là lực lớn nhất tác dụng lên bản móng do lực dọc, do ngoại lực (không xét đến), trọng lượng bản thân móng và đất nền dưới chân móng. tt Pmax  N Fm tt  M tt Wm  7433 659, 2 6  108, 2 2,5 28 2, 5 282 (KN/m2)  Lực phân bố qtt=pttmax.1m= 108.2 (KN/m) 9.1.3) Giải nội lực: 2 q tt .( Bm  bd ) 2 108, 2  2,5  0, 4   59, 65 8 8 M1-1= (KNm) 9.1.4) Tính và bố trí cốt thép: + Chọn thép A Π  tra bảng 21, ta được R =280 (MPa) + Chọn thép φ 12 có A=113 (mm ) h0=hm – a = 700 – 70 = 630 (mm) s 2 As  M 1 1 59, 65 106  375, 7 mm 2 0,9.Ra .h 0 0,9 280 630 + Kiểm tra hàm lượng thép:  - As 375, 7  100 0.15 0 0 bho 400 630  min 0.05%   Rb Rb 0, 632 0,9 14,5     100 2,94% max  Rs 280  -  min    max + Số cây thép trên 1m dài: A 375,7 n s  3,3 A 113 + Khoảng cách giữa các cây thép: 1000 a 300 3,3 mm Do a không thỏa điều kiện 70 < a < 200, theo mục 8.6.6 TCVN 5574 - 2012 Chọn a = 200mm Vậy chọn φ 12,a200 bố trí theo phương ngang;phương dọc bố trí φ 12,a200. 9.2 Tính toán và bố trí cốt thép: a/. Tính cốt dọc ( theo TCVN 5574 - 2012) + Moment căng thớ dưới ta tính toán theo tiết diện chữ nhật 300x500 Chọn bê tông mác 350 có R =14,5 (Mpa), γ b =0,9 b Chọn thép AII cóRs=280(Mpa), γ Si =1 Tra bảng E.2, trang 168, TCXD 5574 – 2012 ta được  R 0, 432 ,  R 0, 632 Trang 84 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao Chọn lớp bê tông bảo vệ dầm móng =70mm  h0=63cm -Ví dụ:Tại gối 1 M= 443,32 (KNm) m  M 444,32 106  0, 2145 b Rb bh02 0,9 14,5 400 630 630  1  1  2 m 1  1  2 0, 2145 0, 2443 As   < ξR b Rbbh0 0, 2443 0,9 14, 5 400 630  2869,3 mm 2 Rs 280 min 0, 05%    max 2,94% Tính toán tương tự ta được bảng kết quả tính thép ở các gối còn lại. GỐI A B C D E F BẢNG KẾT QUẢ TÍNH THÉPỞ GỐI AS αm ξ BỐ TRÍ (mm2) 0.2145 0.2443 2869.3 6 25 0.2382 0.2763 3245.5 7 25 0.3059 0.3770 4427.7 6 25  4 22 0.3045 0.3747 4401.1 6 25  4 22 7 25 0.2195 0.2510 2948 0.1640 0.1803 2117.2 3 25  2 22 M (KNm) 444.32 493.41 633.82 630.9 454.77 339.81 AS CHỌN (mm2) 2945 3436 4466 4466 3436 2281 μ (%) 1.1687 1.3635 1.7722 1.7722 1.3635 0.9052 + Momen căng thớ trên ta tính theo tiết diện chữ T với các thông số như sau: b¿f = 2500 (mm) ; h¿f = 300 (mm) ; b = 400 (mm) ; h = 700 (mm) - Xét tại nhịp có Mmax= 362,19 (KNm) M f b Rbb /f h /f (h0  0,5h /f ) 0,9 14,5 2500 300  630  0,5 300  4698 f M >Mmax trục trung hòa qua cánh, tính theo tiết diện chữ nhật 2500x700 -Ví dự:Tại nhịp 1 M= 275,94 (KNm) m  M 284,86 106  0.022 b Rbbh02 0,9 14,5 2500 6302  1  1  2 m 1  1  2 0.0213 0, 0222 As   < ξR b Rbbh0 0, 0222 0,9 14,5 2500 630  1633 mm 2 Rs 280 min 0, 05%    max 2,94% Tính toán tương tự ta được bảng kết quả tính thép ở các nhịp còn lại. Trang 85 (KNm) Thuyết minh Đồ án Nền Móng NHỊP M (KNm) 1 2 3 4 5 284.86 330.17 311.88 338.29 379.23 αm GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao BẢNG KẾT TÍNH THÉP Ở NHỊP AS ξ BỐ TRÍ (mm2) 0.0220 0.0255 0.0241 0.0261 0.0293 0.0222 0.0258 0.0244 0.0265 0.0297 1633 1896.2 1789.8 1943.5 2182.3 6 20 6 20 6 20 7 20 7 20 AS CHỌN (mm2) 1885 1885 1885 2199 2199 μ (%) 0.1197 0.1197 0.1197 0.1396 0.1396 b/. Tính cốt đai ( theo TCVN 5574 - 2012): Gối 1 648.83 Gối 2 634.69 Gối 3 663.32 Gối 4 641.87 Gối 5 615.5 Gối 6 411.78 470.49 595.67 637.76 661.32 620.03 662.91 + Chọn: - Đường kính cốtđai: dW= 10(mm), Asw = 75,8 mm2, đai nhánh n=3 - Thép AI có ( tra bảng 21, trang 47 và bảng 28 trang 53, TCXD 5574 - 2012): - Rs=225 (MPa) RSW=175(MPa) Es=21.104(MPa) - Bê tông mác 350 (B25) có: Rbt= 1,05 (MPa) Eb=3.103(MPa) - Lực cắt lớn nhất : Q = 663,32(KN) + Theo mục 6.2.3.3 TCVN 5574 – 2012 , ta phải bố trí cốt đai sao cho thỏa mãn : Q Qb  Qsw + Khả năng chịu cắt của riêng bê tông : b 2  1   f  Rbt bh0 2 2  1  0,5  1, 05 400 6302 Qb   397 kN c 2 630  2 - đối với bê tông nặng. Trong đó: b 2 f b 0, 75 ' f  b  h 'f bh0 0, 75  2500  400  400 2,5  0,5  0,5 400 630 lấy f h0 c 2h0 , chọn c = 2h (giá trị lớn nhất) 0 Ta có: Q> Qb , nên tính toán cốt đai. + Khoảng cách cốtđai theo tính toán: Trang 86 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao 4b 2b Rbt bh02 4 2 0,9 1, 05 400 630 2  3  175  75,8  Q2 6633202 108,5(mm) R 175 qsw nAsw sw 3 75,8  366, 77 ( N / mm) stt 108,5 Q 663320 qsw.min   526, 4 (N/ mm) 2h0 2 630 lấy qsw 526, 4 N/mm để tính toán stt nRsw Asw + Hình chiếu tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất tính theo: c0  Vì b 2  1   f  Rbt bh0 2 qsw 2  1  0,5  1, 05 400 6302  974, 7 mm 526, 4 c0  2h 1400mm nên lấy c0 974, 7mm + Ta có: Qsw qsw c0 526, 4 974, 7 513100 ( N ) 513,1(kN ) Suy ra Qb  Qsw  Q , nên không cần bố trí cốt xiên + Khoảng cách lớn nhất giữa các cốtđai: b 4b Rbt bh02 1,5 0,9 1, 05 400 6302 S max  Q  663320 339 (mm) + Khoảng cách cốtđai theo cấu tạo: h  233 ( mm) Sct  3  Sct 233mm 300 ( mm) ⇒ S = min( Stt ; Smax ; Sct )= 108 (mm) chọn S= 100 (mm) + Khả năng chịu ứng suất nén chính của bê tông móng: (theo mục 6.2.3.2 TCVN 5574 – 2012) Q 0,3 w1b1b Rbbh0 trong đó:  w1 1  5 w 1,3 Es nA ; w  w Eb bs b: bề rộng dầm. s: khoảng cách giữa các cốtđai. n: số nhánh cốtđai. As: diện tích tiết diện ngang cốtđai. b1 1  b Rb β = 0.01- đối với bê tông nặng.  Suy ra : Q 0,3 w1b1b Rbbh0 0,3 1,186 0,8695 0,9 14,5 400 630 1106,6 kN Vậy bố trí cốt đai φ 10,a110 cho ¼ ở tại 2 bên gối. Phần còn lại bố trí theo cấu tạo, chọn φ 10,a300.( theo mục 8.7.6 TCVN 5574 - 2012) Trang 87 Thuyết minh Đồ án Nền Móng GVHD: ThS. Hoàng Thế Thao Trang 88 This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.

Tìm kiếm

Chủ đề

Atlat Địa lí Việt Nam Đơn xin việc Mẫu sơ yếu lý lịch Tài chính hành vi Đồ án tốt nghiệp Đề thi mẫu TOEIC Lý thuyết Dow Thực hành Excel Hóa học 11 Trắc nghiệm Sinh 12 Giải phẫu sinh lý Bài tiểu luận mẫu adblock ​ Bạn đang sử dụng trình chặn quảng cáo?

Nếu không có thu nhập từ quảng cáo, chúng tôi không thể tiếp tục tài trợ cho việc tạo nội dung cho bạn.

Tôi hiểu và đã tắt chặn quảng cáo cho trang web này