Giáo trình Xây dựng nền móng - Phần 3: Nền móng

PHẦN 3 NỀN MÓNG PHƯƠNG ÁN 1: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI PHƯƠNG ÁN 2: MÓNG BÈ TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN I. PHƯƠNG ÁN 1: MÓNG CỌC KHOAN NHỒI I.1-CHỌN NỘI LỰC TÍNH TOÁN : Căn cứ vào nội lực tìm được sau khi tổ hợp ta phân mặt bằng móng ra thành 2 loại móng đại diện với nội lực như sau: Móng M1: Tại các cột biên A,D Móng M2: Tại các chân cột giữa B,C Giá trị nội lực dùng để tính toán MÓNG NTT (T) MTT (Tm) QTT (T) NTC (T) MTC (Tm) QTC (T) MA 278.68 2.94 1.71 242.33 2.56 1.49 - Chọn chiều sâu đặt đài cọc : + Chọn Hm = 2 (m) Kiểm tra chiều sâu chôn móng thỏa điều kiện cân bằng của tải ngang và áp lực đất. hm > 0.7tg(45o-j/2) m tt B Q * *2 g = 0.7*tg29o46 * 0.922=0.37m - Vậy chọn chiều sâu chôn móng h = 2m thỏa điều kiện:hm = 2m > 0.37m I.2. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC : - Chọn cọc có đường kính d = 800mm - Bêtông mác 300: Rn = 130 Kg/cm2 -Thép chịu lực CIII: Ra = 3400 kg/cm2 -Chọn chiều sâu chôn móng Hm = 2 m -Chiều dài cọc từ MĐTN đến mũi cọc 20(m);đọan cọc ngàm vào đài 0.2(m),đoạn thép đầu cọc 0.8(m). - Chiều dài tính toán của cọc:Lc = 18 (m) I.2.1. Theo điều kiện đất nền : f = m (mRRF + u m fi i=1 n f li iå ) f: Sức chịu tải của cọc nhồi theo đất nền m = 1 : Hệ số điều kiện làm việc của cọc khoan nhồi . mR = 1 : hệ số điều kiện của đất , kể đến phương pháp thi công cọc . mf : hệ số điều kiện của đất, ở mặt hông của cọc nhồi (tra bảng 5 trang 38- 20 TCN 21- 86). ® Lấy mf = 0,6 . fI: Sức chống tính toán của lớp đất thứ i của nền lên mặt hông của cọc. li: Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt hông của cọc. R: Sức chống tính toán của đất dưới mũi cọc (trường hợp thi công hạ ống có moi đất bên trong ống ra) đực xác định theo công thức: R = 0,75 b(g I’D Aok + a gI h Bok) (2) Trong đó: + D = 0.8m là đường kính cọc ta có : + h : Chiều sâu tính từ mũi cọc đến đáy đài : Chọn mũi cọc đặt ở độ sâu 20m cách mặt đất tự nhiên : ® h = 20 – 2 = 18 m . +Với '04 5023=j và 5.228.0 18 == d h tra bảng 6 – 20 “ TCVN 21-86” ® 33,0;48,0 25.23; 83.11 0 0 == =B =A ba k R +gI’ : Trọng lượng thể tích đất trong nền cọc nhồi (T/m3) +gI : Trọng lượng thể tích trung bình của các lớp đất nằm trên mũi cọc (T/m3) · Tính gI: Lớp 1(4m): Theo số liệu địa chất ta có: D = 2.68 e =0.57 g =2.02 (T/m3) Lớp 2: (8m) D = 2.69 e =0.57 g =2.06 (T/m3) Lớp 3: D = 2.68 e =0.56 g =2.044 (T/m3) Thay vào (*) ta có: )/(05.2 18 8*044.28*06.22*02.2 3 1 mT= ++ =g . Vậy : R = 0,75 x 0,33 (2.044 x 0.8 x 11.83 + 0,48x 2.05 x 23.25 x 18) = 106.71 (T/m2) . F = pd2 /4= p . 0,82 /4= 0.502 (m2) : Diện tích tiết diện ngang cọc. u : Chu vi tiết diện cọc u = p . D = p . 0.8 = 2.513m. * Tính li, fi + Lớp1: Sét pha cát, nâu đỏ nâu vàng xám trắng,có chỗ lẫn sạn Laterite h1= 2m; z2 = 3m ; Độ sệt B=0.22 ® f1 = 5.28 T m/ 2 + Lớp 2: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu h2 =2m; z1 = 5m ; Độ sệt B=0.084 ® f1 = 5.6 T m/ 2 + Lớp 3: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu h3 = 2m; z1 = 7m ; Độ sệt B = 0,084 . ® f1 = 6 T m/ 2 + Lớp 4: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu h4 = 2m; z1 = 9m ; Độ sệt B = 0,084 . ® f1 = 6.35 T m/ 2 + Lớp 5: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu h5 = 2m; z1 = 11m ; Độ sệt B = 0,084 ® f1 = 6.64 T m/ 2 + Lớp 6: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu h6 = 2m; z1 = 13m ; Độ sệt B = 0,25 ® f1 = 5.9 T m/ 2 + Lớp 7: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu h7 = 2m; z1 =15m ; Độ sệt B = 0,25 ® f1 = 6.15 T m/ 2 + Lớp 8: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu h8 = 2m; z1 =17m ; Độ sệt B = 0,25 ® f1 = 6.39 T m/ 2 Với : . Li: chiều dày lớp thứ i . . hi : độ sâu từ mặt đất tự nhiên đến trọng tâm lớp đất i . *Vậy sức chịu tải của cọc là: f = m (mRRF + u m fi i=1 n f li iå ) = 1(1 x 106.71 x 0.502 + 2.512 x 0,6 ( 5.28 x 2 + 5.6 x 2 +6 x 2 + 6.35 x2 +6.64 x 2 +5.9 x 2 +6.15 x2 +6.39x2)) = 199.19 (T) . *Vậy sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền là: P = (f / k) = 199.19 /1.4 = 142.28 (T) 2. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền. Chiều dài cọc l = 20m, d = 0.8m Sức chịu tải được xác định theo công thức Pa’ = sp p ss s F P F P + Trong đó: Ps : Sức chịu tải của thành phần ma sát xung quanh cọc. Pp : Sức chịu tải của thành phần sức chống của mũi cọc. Fss : Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên lấy 1.5 ¸ 2 Fsp : Hệ số an toàn cho thành phần sức chống mũi lấy 2 ¸ 3 + Công thức để xác định Pp Pp = Fp * qp Fp : diện tích tiết diện ngang dưới mũi cọc qp =pR2 (1.3 * C *Nc + g *D * Nq + 0.6 gg N*R* p ) trong đó: C = 0.564 lực dính của lớp đất dưới mũi cọc g = 0.926 T/m3 trọng lượng thể tích của lớp đất dưới mũi cọc dp = 0.8m đường kính của cọc Nc,Nq, gN : các hệ số phụ thuộc góc ma sát trong '50230=j Nc = 22.554 Nq = 10.86 gN = 5 ta có: qp= 3.14*(0.8)2(1.3*22.554*0.564+0.926*10.86*+0.6*0.926*0.4*19.7=696.44 T Qp= 0.5024*696.44 =349.89 T Công thức để xác định Qs = u isi hfS Công thức tính ma sát bên đơn vị tác dụng lên cọc được xác định fsi, Ca, ah tg,' js Trong đó: Ca: lực dính giữa thân cọc và đất lấy Ca = CI (cọc bêtông cốt thép) 'hs : (T/m 2): ứng xuất hữu hiệu trong đất theo phương vuông góc với mặt bên cọc 'hs = Ks * v's aj : góc ma sát giữa cọc và đất nền lấy aj = j (với cọc bêtông cốt thép) C: Lực dính của đất (T/m2) Ta có: Ks = (1-sin j ) áp lực ngang của đất ở trạng thái tĩnh )/(53.12929.1*5.6' 2)7( mTmzvp ===s )/(634.2053.12013.1*8' 2)15( mTmzvp =+==s )/(892.31634.20866.0*13' 2)22( mTmzvp =+==s )/(133.35892.31926.0*5.3' 2)33( mTmzvp =+==s fsi = Ca + vi's * Ks*tg aij Ks =1-sin j Qsi = u * sisi fh *S Ta có bảng tính như sau: Z hsi Ca j Ks 'vs fsi Qsi 6.5 6.5 0.624 29015’ 0.42 12.53 3.518 57.45 14.5 8 0.056 25025’ 0.57 20.634 5.584 112.21 27.5 13 0.078 26030’ 0.55 31.892 8.743 285.51 30 3.5 0.062 29024’ 0.51 35.133 9.917 87.19 Trong đó: Qs = )(TQsiS =542.36 T Sức chịu tải của cọc: )(81.387 3 89.349 2 36.542' T F Q F Q Q sp p ss s a =+=+= Khả năng chịu tải của cọc là: Q = min (Qa,Q’a) = 299.88 ( I.3-TÍNH MÓNG M1: I.3.1. Sơ bộ xác định kích thước đài cọc, số lượng cọc và bố trí cọc: - Số lượng cọc cần thiết là: 3.2 28.142 68.2782,12,1 ==³ x Pc Nxn TT c => Chọn số lượng cọc là 2 cọc - Chọn đài và bố trí cọc như hình vẽ trên Fđ = 4.32 m2 - Chọn chiều sâu chôn đài là 2 m - Nên trọng lượng đài cọc và đất phủ trên đài là: == hnFQ tbñg 1,1´4.32´2´2 = 19 (T) I.3.2. Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc: 2 max max i tt x xM n QPP S + + = . Trong đó: Mtt= Qhx S+SM =2.94 + 2´1.71 = 6.36 (Tm) à 2 max max i tttt x xM n QNP S + + = = )(28.142)(1.150 )2.12( 2.194.2 2 1968.278 2 TPT ñ =<=´ ´ + + à 2 min min i tt x xM n QPP S - + = = )(28.142)(62.147 )2.12( 2.194.2 2 1968.278 2 TPT ñ =<=´ ´ - + 3.3. Kiểm tra khả năng chịu tải của nền đất dưới mũi cọc : * Xác định kích thước khối móng qui ước : '1120 15 550238241921415 .5023;2419;1415 1 0 3 0 2 0 1 o ooo b xx = ++´ =® === j jjj ® Góc truyền lực: µ '035 4 0== tb j a + Bề rộng móng khối qui ước là : mtgxtgLbb cm 73.4'0352022.12 0 =´+=´´+= a + Bề dài khối móng qui ước là: mxtgtgLaa cm 13.7'0352026.32 0 =´+=+= a * Xác định trọng lượng móng khối qui ước : Thể tích cọc : )(09.2020 4 8.014.32 3 2 mxVc == . Thể tích phần kết cấu và móng trên cọc là: ).(32.46.312.1 3mxxVm == ® Thể tích bê tông: ).(42.24 3mVVV mcb =+= ® Thể tích đất: )(08.65042.242013.773.4 31 mxxV =-= Trọng lượng thể tích trung bình của đất là : )(046.2 684 044.2606.2802.24 3 321 332211 mTxxx lll lll ñnñnñn ib =++ ++ = ++ ++ = ggg g ® Trọng lượng khối móng qui ước : ).(39.137908.650046,242.2402,21 TVVQ tbbbm =´+´=+= gg )(33.242 15,1 T N N tttc == )(56.2 15,1 2.94 15,1 TMM tttc === )(49.1 15,1 1.71 15,1 TQQ tttc === * Ứng suất của đất dưới mũi cọc là: x tc m m tc (min) max W M F QN ± + =tcs 213.773.4 649.1 13.773.4 39.137933.242 x x ± ´ + = Wx : momen khang1 uốn(bl2/6) ).(93.74 2max m T=® s ).(853.74 2min m T=s ).(89.74 2m T tb =s * Cường độ chịu tải của đất nền dưới mũi cọc là : [ ]ttttttm tc tc DCBhAbk mmR ++= ,21 gg . + m1 = 1,2 : Hệ số điều kiện làm việc khi cát vừa bảo hòa nước . + m2 = 1 : Hệ số điều kiện làm việc liên quan đến sự tác động qua lại giữa nền và công trình . + Ktc = 1 : Hệ số tin cậy của các đặc trưng tính toán của đất. + ®= '50233 0j tra bảng: A = 0.69 ; B = 3.76 ; D = 6.31 . + b = 4.73m : bề rộng khối móng qui ước . + h = 20 m : Độ sâu tính đến mũi cọc . + 33 044.2 m T=g . + 3, 046.2 m T tb =g . + ).(1.1)6(11,0 22 m T cm kctt == )(97.200)1.131.6046.22076.3044.273.469.0( 1 12,1 2m TxxxxxxRtc =++=® . Kiểm tra: )(16.2412,1)(93.74 22max m TxRm T tc =<=s 0853.74min >=s )(97.200)(89.74 22 m TRm T tctb =<=s ® Thỏa điều kiện để tính lún I.3.4. Tính lún: + Dùng phương pháp cộng lún từng lớp + Chia đất dưới đáy móng khối qui ước thành nhiều lớp có chiều dày hi = 1 m (thỏa điều kiện hi£ 0,4bm = 0,4´4.73= 1.89(m ) + Ứng suất bản thân ở khối đáy móng quy ước: sbt = g1Hm = 40.9 (T/m2) + Ứng suất gây lún: p = stb - sbt = 74.89 – 40.9=33.99 (T/m2) + Độ lún ổn định: S= ii oi i hp Eå b b = 0.8 ( lấy cho tất cả các loại đất) KẾT QUẢ TÍNH LÚN CỦA MÓNG M1 Độ sâu Zi (m) mb z2 m m B L ko Eo (T/m2) sz = kop (T/m2) szbt (T/m2) Si (cm) 0.2*szbt 20 0 1.51 1.000 17972.5 33.99 40.9 0.151 8.2 21 0.42 1.51 0.967 17972.5 32.87 42.94 0.146 8.59 22 0.85 1.51 0.833 17972.5 28.31 44.98 0.126 8.99 23 1.27 1.51 0.66 17972.5 22.43 47.02 0.099 9.4 24 1.69 1.51 0.51 17972.5 17.33 49.06 0.077 9.81 25 2.11 1.51 0.404 17972.5 13.73 51.1 0.061 10.22 26 2.54 1.51 0.32 17972.5 10.87 53.14 0.048 10.63 SSi = 0.71cm Ta thấy độ lún tổng cộng SSi = 0.71 cm < Sgh = 8 cm I.3.5. Tính toán đài cọc: + Chiều cao đài chọn h = 1m · Kiểm tra điều kiện xuyên thủng của đài cọc: - Cột có kích thước(0.3x0.7)m , ho= 0.86 m => uxt = (0.3+0.7)*2 + 0.86 * 8 = 8.88 m - Lực xuyên thủng là tông các lực trung bình tác dụng lên đầu cọc ngoài phạm vi xuyên thủng. Pxt = 2 Ptb = 2 * 74.89 = 149.78 (T) - Điều kiện xuyên thủng: Pxt <= 0.75 * Rk * uxt * ho = 0.75*100*8.88*0.86=572.76 Pxt = 149.78 (T) < 572.76 (T) =>Vậy với chiều cao đài 1 m thỏa điều kiện chọc thủng của đài. + Xem đài cọc làm việc như 1 consol ngàm tại mép cột, chịu tác động thẳng đứng từ cọc. + Moment tương ứng với mặt ngàm là: M = SxiPi (Tm) + Lớp bê tông bảo vệ dày: 7cm xi: khoảng cách từ trục cọc thứ i ( có phản lực là Pi ) đến mép cột Tính cốt thép: oa a hR MF ´´ = 9,0 =89.92 / (0.9x2800x86) = 41.49 cm 2 Thép AII, Ra=2800 (Kg/cm2) a/ Thép theo phương dài: M = SPmax = 74.93 ´ 1.2 = 89.92 (T) * Ta tính được Fa = 41.49 cm2, chọn 22f16 Fa=44.24 cm2 (f16a160) b/ Thép theo phương ngắn: Momen do phản lực của cọc tác dụng trở lại(diện tích cọc lớn hơn so với diện tích cột) M = Pmax*S1 + Pmin*S2 = 74.93*0.2 +74.85*0.2 = 29.96 Tm * Ta tính được Fa = 13.82 cm2, chọn 8f16 Fa=16.1 cm2 (f16a140) I.4-TÍNH MÓNG M2 - Vì khoảng cách giữa hai cột trục B và C gần nhau (không đủ cho hai tiết diện đài cọc) nên ta tính thành một đài có hai cột cùng truyền đài,chuyển tải trọng về tâm móng ta có các giá trị sau. - Ngoài các giá trị tải gồm:lực dọc,lực cắt, momen tính ở phần khung tại vị trí chân cột còn có lực do đà kiềng,tường của tầng trệt truyền xuống móng MB,MC : + P = 13.18(T) truyền vào hai móng MB,MC : Chuyển tải trọng về tâm đài ta có:M MÓNG NTT (T) MTT (Tm) QTT (T) NTC (T) MTC (Tm) QTC (T) MB 357.78 18.06 3.84 311.11 15.7 3.34 MC 357.78 18.06 8.36 311.11 15.7 7.27 M 715.56 36.12 12.2 622.23 31.41 10.61 I.2. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC : - Chọn cọc có đường kính d = 800mm - Bêtông mác 300: Rn = 130 Kg/cm2 -Thép chịu lực CIII: Ra = 3400 kg/cm2 -Chọn chiều sâu chôn móng Hm = 2 m -Cọc có chiều dài từ MĐTN đến mũi cọc là 22(m);đọan cọc ngàm vào đài 0.2(m),đoạn đập đầu cọc 0.8(m). - Chiều dài tính toán của cọc:Lc = 20 (m) I.2.1. Theo điều kiện đất nền : f = m (mRRF + u m fi i=1 n f li iå ) f: Sức chịu tải của cọc nhồi theo đất nền m = 1 : Hệ số điều kiện làm việc của cọc khoan nhồi . mR = 1 : hệ số điều kiện của đất , kể đến phương pháp thi công cọc . mf : hệ số điều kiện của đất, ở mặt hông của cọc nhồi (tra bảng 5 trang 38- 20 TCN 21-86). ® Lấy mf = 0,6 . fI: Sức chống tính toán của lớp đất thứ i của nền lên mặt hông của cọc. li: Chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt hông của cọc. R: Sức chống tính toán của đất dưới mũi cọc (trường hợp thi công hạ ống có moi đất bên trong ống ra) đực xác định theo công thức: R = 0,75 b(g I’D Aok + a gI h Bok) (2) Trong đó: + D = 0.8m là đường kính cọc ta có : + h : Chiều sâu tính từ mũi cọc đến đáy đài : Chọn mũi cọc đặt ở độ sâu 18m cách mặt đất tự nhiên : ® h = 22 – 2 = 20 m . +Với '04 5023=j và 258.0 20 == d h tra bảng 6 – 20 “ TCVN 21-86” ® 33,0;48,0 25.23; 83.11 0 0 == =B =A ba k R +gI’ : Trọng lượng thể tích đất trong nền cọc nhồi (T/m3) +gI : Trọng lượng thể tích trung bình của các lớp đất nằm trên mũi cọc (T/m3) · Tính gI: Lớp 1(4m): Theo số liệu địa chất ta có: D = 2.68 e =0.57 g =2.02 (T/m3) Lớp 2: (8m) D = 2.69 e =0.57 g =2.06 (T/m3) Lớp 3: D = 2.68 e =0.56 g =2.044 (T/m3) Thay vào (*) ta có: )/(05.2 20 10*044.28*06.22*02.2 3 1 mT= ++ =g . Vậy : R = 0,75 x 0,33 (2.044 x 0.8 x 11.83 + 0,48x 2.05 x 23.25 x 20) = 118.03 (T/m2) . F = pd2 /4= p . 0,82 /4= 0.502 (m2) : Diện tích tiết diện ngang cọc. u : Chu vi tiết diện cọc u = p . D = p . 0.8 = 2.513m. * Tính li, fi + Lớp1: Sét pha cát, nâu đỏ nâu vàng xám trắng,có chỗ lẫn sạn Laterite h2 = 2m; z2 = 3m ; Độ sệt B=0.22 ® f1 = 5.28 T m/ 2 + Lớp 2: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu h2 =2m; z1 = 5m ; Độ sệt B=0.084 ® f1 = 5.6 T m/ 2 + Lớp 3: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu h2 = 2m; z1 = 7m ; Độ sệt B = 0,084 . ® f1 = 6T m/ 2 + Lớp 4: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu h2 = 2m; z1 = 9m ; Độ sệt B = 0,084 . ® f1 = 6.35 T m/ 2 + Lớp 5: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu h2 = 2m; z1 = 11m ; Độ sệt B = 0,084 ® f1 = 6.64 T m/ 2 + Lớp 6: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu h2 = 2m; z1 = 13m ; Độ sệt B = 0,25 ® f1 = 5.9 T m/ 2 + Lớp 7: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu h2 = 2m; z1 =15m ; Độ sệt B = 0,25 ® f1 = 6.15 T m/ 2 + Lớp 8: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu h2 = 2m; z1 =17m ; Độ sệt B = 0,25 ® f1 = 6.39 T m/ 2 + Lớp 9: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu h2 = 2m; z1 =19m ; Độ sệt B = 0,25 ® f1 = 6.27T m/ 2 + Lớp 10: Cát pha sét xám vàng,vàng nâu h2 = 2m; z1 =21m ; Độ sệt B = 0,25 ® f1 = 7.23T m/ 2 Với : . Li: chiều dày lớp thứ i . . hi : độ sâu từ mặt đất tự nhiên đến trọng tâm lớp đất i . *Vậy sức chịu tải của cọc là: f = m (mRRF + u m fi i=1 n f li iå ) = 1(1 x 118.03 x 0.502 + 2.512 x 0,6 ( 5.28 x 2 + 5.6 x 2 +6 x 2 + 6.35 x2 +6.64 x 2 +5.9 x 2 +6.15 x2 +6.39x2+6.27*2+7.23*2)) = 245.57 (T) . *Vậy sức chịu tải của cọc theo điều kiện đất nền là: P = (f / k) = 245.57 /1.4 = 175.41 (T) I.2.2. Theo điều kiện vật liệu: Pv = m1(m2RbF + RaFa) Với : + m1= 0,7: hệ số điều kiện làm việc kể đến ảnh hưởng của phương pháp thi công cọc (đổ bê tông trong hố khoan giữ bằng dung dịch sét) . + m2 = 0,85: hệ số kể đến điều kiện làm việc khi đổ bê tông theo phương thẳng đứng. + )./(000.27;502.0;/300.1 222 mTRamFmTRb === + Fa : chọn sơ bộ Fa=0.5%xFcọc = 0.5%x0.502x104 = 25.1 cm2 à Pv = 0.7´(0.85´1300´0.502 + 27000´0.00251) =435.74 (T) > f =175.41 (T) Vậy sức chịu tải của cọc lấy theo điều kiện đất nền : Pc = f = 175.41 (T) I.3-TÍNH MÓNG M(4-B; 4-C): I.3.1. Sơ bộ xác định kích thước đài cọc, số lượng cọc và bố trí cọc: Số lượng cọc cần thiết là: 71.5 41.175 56.7154,14,1 ==³ x Pc Nxn TT c => Chọn số lượng cọc là 6 cọc Chọn đài và bố trí cọc như hình vẽ trên Fđ = 21.6m2 Chọn chiều sâu chôn đài là 2 m Nên trọng lượng đài cọc và đất phủ trên đài là: == hnFQ tbññ g 1,1´21.6´2´2 = 95.04 (T) 2900 2400 MAËT BAÈNG BOÁ TRÍ COÏC 5800 2900 2400 100 B C 40 0 12 00 12 00 40 0 700 80 0 700 4 5Þ25a130 Þ25a130 6 34 00 I.3.2. Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc: 2 max max i tt ñ tt x xM n QNP S + + = . Trong đó: Mtt= Qhx S+SM =36.12 + 2´12.2 = 60.52 (Tm) à 2 i tttt x xM n QNP S + + = + P1,P2 = 109.9 (T) + P5,P6 = 160.32 (T) + P3,P4 = 135.1(T) 3.3. Kiểm tra khả năng chịu tải của nền đất dưới mũi cọc : * Xác định kích thước khối móng qui ước : '1120 15 550238241921415 .5023;2419;1415 1 0 3 0 2 0 1 o ooo b xx = ++´ =® === j jjj ® Góc truyền lực: µ '035 4 0== tb j a + Bề rộng móng khối qui ước là : mtgxxtgLbb cm 13.7'0352026.32 0 =+=´´+= a + Bề dài khối móng qui ước là: mxtgtgLaa cm 53.9'03520262 0 =´+=+= a 16 00 0 5600 5 03 O ' Ntt 700 OQtt MttO O Ntt Qtt Mtt 0.00 12 00 80 0 * Xác định trọng lượng móng khối qui ước : Thể tích cọc : )(29.6020 4 8.014.36 3 2 mxVc == . Thể tích phần kết cấu và móng trên cọc là: ).(1.283.16.36 3mxxVm == ® Thể tích bê tông: ).(39.88 3mVVV mcb =+= ® Thể tích đất: )(5.140639.882253.913.7 31 mxxV =-= Trọng lượng thể tích trung bình của đất là : )(046.2 1084 044.21006.2802.24 3 321 332211 mTxxx lll lll ñnñnñn ib =++ ++ = ++ ++ = ggg g ® Trọng lượng khối móng qui ước : ).(37.30565.1406046,239.8802,21 TVVQ tbbbm =´+´=+= gg )(23.622 15,1 T N N tttc == )(41.31 15,1 2.94 15,1 T M M tttc === )(61.10 15,1 1.71 15,1 TQQ tttc === * Ứng suất của đất dưới mũi cọc là: x tc m m tc (min) max W 6M F QN xtc ±+=s 253.913.7 641.31 53.913.7 57.305623.622 x x x ± + = Wx : momen kháng uốn(bl2/6) ).(43.54 2max m T=® s ).(85.53 2min m T=s ).(14,54 2m T tb =s * Cường độ chịu tải của đất nền dưới mũi cọc là : [ ]ttttttm tc tc DCBhAbk mmR ++= ,21 gg . + m1 = 1,2 : Hệ số điều kiện làm việc khi cát vừa bảo hòa nước . + m2 = 1 : Hệ số điều kiện làm việc liên quan đến sự tác động qua lại giữa nền và công trình . + Ktc = 1 : Hệ số tin cậy của các đặc trưng tính toán của đất. + ®= '50233 0j tra bảng: A = 0.69 ; B = 3.76 ; D = 6.31 . + b = 7.13m : bề rộng khối móng qui ước . + h = 22 m : Độ sâu tính đến mũi cọc . + 33 044.2 m T=g . + 3, 046.2 m T tb =g . + ).(1.1)6(11,0 22 m T cm kctt == )(49.223)1.131.6046.22276.3044.213.769.0( 1 12,1 2m TxxxxxxRtc =++=® . Kiểm tra: )(18.2682,1)(43.54 22max m TxRm T tc =<=s 085.53min >=s )(49.223)(14.54 22 m TRm T tctb =<=s ® Thỏa điều kiện để tính lún I.3.4. Tính lún: + Dùng phương pháp cộng lún từng lớp + Chia đất dưới đáy móng khối qui ước thành nhiều lớp có chiều dày hi = 0,5 m (thỏa điều kiện hi£ 0,4bm = 0,4´7.13 = 2.85(m ) + Ứng suất bản thân ở khối đáy móng quy ước: sbt = g1Hm = 45 (T/m2) + Ứng suất gây lún: sgl = stb - sbt = 54.14 – 45 =9.14 (T/m2) + Độ lún ổn định: S= ii oi i h E s bå b = 0.8 ( lấy cho tất cả các loại đất) KẾT QUẢ TÍNH LÚN CỦA MÓNG M1 Độ sâu Zi (m) mB z2 m m B L ko Eo (T/m2) sgl = kop (T/m2) szbt (T/m2) Si (cm) 0.2*szbt 20 0 1.34 1.000 718.9 9.14 45 0.51 9 20.5 0.14 1.34 0.99 718.9 9.05 46.022 0.5 9.2 21 0.28 1.34 0.98 718.9 8.96 47.044 0.49 9.41 SSi = 1.5 cm Ta thấy độ lún tổng cộng SSi = 1.5cm < Sgh = 8 cm Qtt Qtt Ntt OMtt O ONtt Mtt 0.00 36.82 37.84 38.86 39.89 40.91 41.93 42.95 -2 m -4 m -12 m Z -18 m 11.33 11.19 11.06 10.69 10.11 9.53 8.72 I.3.5. Tính toán đài cọc: + Chiều cao đài chọn h = 1.2 m · Kiểm tra điều kiện xuyên thủng của đài cọc: - Cột có kích thước(0.4x0.7)m , h= 1.2 m => uxt = (0.4+0.7)*2 + 5.34 =7.54 m -Lực xuyên thủng là tông các lực trung bình tác dụng lên đầu cọc ngoài phạm vi xuyên thủng. Pxt = 6 Ptb = 6 * 54.14 =324.84 (T) - Điều kiện xuyên thủng: Pxt=324.84 (T) <= 0.75 * Rk * uxt * ho = 0.75*100*7.54*1.06=599.43(T) Pxt = 324.84 (T) < 599.43 (T) =>Vậy với chiều cao đài 1,2 m thỏa điều kiện chọc thủng của đài. + Xem đài cọc làm việc như dầm liên tục có các lực tập trung truyền xuốg là lực do cọc truyền vào. + Moment theo phương cạnh dài(giải như dầm liên tục): M = 289.9 (Tm) + Lớp bê tông bảo vệ dày: 7cm Tính cốt thép: oa a hR MF ´´ = 9,0 =289.9 / (0.9x2800x106) = 108.53cm 2 Thép AII, Ra=2800 (Kg/cm2) a/ Thép theo phương dài: M = 289.9 (Tm) Ta tính được Fa = 108.53 cm2, chọn 35f25 Fa = 109.97 (cm2) (f25a160) b/ Thép theo phương ngắn: Theo phương cạnh ngắn xem đài móng như là một conson ngàm tại chân cột có lực tập trung P = 405.32 (T) truyền vào với cánh tay đòn y = 1.2(m) M = P x y = 405.32x 1.2 = 486.38 (Tm) Ta tính được Fa = 182.1cm2, chọn 37f25 Fa=181.63cm2 (f25a100) I.3.6 Kiểm tra cọc chịu tải ngang Tải trọng truyền xuống móng bao gồm: QTC= QTT/1.15 (T); NTC= NTT/1.15 (T) ; MTC= MTT/1.15 (Tm) LOẠI Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn Q (T) 12.2 10.61 N (T) 715.56 622.23 M1 M (Tm) 36.12 31.41 L H o X 0 d H HN o D n d M H d HM d M M - Phân phối tải trọng ngang cho 6 cọc chịu: Q ttk = )(03.26 2.12 6 TQ tt == Q tck = )(77.16 61.10 6 TQ tc == - Lực đứng Nk tác dụng chỉ do tải trọng N0, M0 gây ra - Tải trọng lớn nhất tác dụng vào đầu cọc: Nttk = Pmax = 160.32 (T). - Giả sử đầu cọc được ngàm vào đài do đó đầu cọc chỉ chuyển vị ngang, không có chuyển vị xoay. - Hệ số biến dạng: abd = 5 * * JE bk b c Trong đó: k : Hệ số tỷ lệ, có thứ nguyên (T/m4). )(69.522 352.044.1 352.0*4.56644.1*512** 4 21 2211 m FF FKFKK = + + = + + = - Chiều dài ảnh hưởng của cọc đến độ sâu 3.6 m, nằm trong 2 lớp: * Lớp đất 1 : Sét pha cát gII =2.02Tm2 ,jII=15o.14,CII =0.636 F = 244.12 2 )44.01( mx =+ K= 512 Tm4 * Lớp đất 2 : Sét pha cát gII =2.06 Tm2 ,jII=19o.24 ,CII =0.636 F = 2352.044.06.1 2 1 mxx = K= 566.4 Tm4 - Chiều dài ảnh hưởng: lah = 2 * (0.8+1) (m) =3.6 m d: Đường kính cọc; d = 0.8 (m) bc:Bề rộng quy ước của cọc : bc = 0.8+1=1.8 m Eb:Mođun đàn hồi của bê tông cọc khi nén và khi kéo:290X104 T/m2 J :Momen quán tính tiết diện ngang cọc(pr4/4)=0.02 - Biểu đồ hiển thị mức độ ảnh hưởng của các lớp đất trong phạm vi làm việc đến chiều dài của các lớp đất: QOtt ttMO LÔÙP 1 LÔÙP 2 LÔÙP3 La h =3 .6 m 1ñv 2m 1. 6m SƠ ĐỒ THỂ HIỆN CHIỀU DÀI ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG I: là mômen quán tính tiết diện cọc )(02.0 4 4.0*14.3 4 *14.3 444 mrI === - Theo Tiêu chuẩn xây dựng 205 -1998 + Khi d < 0.8 m thì btt = 1.5*d + 0.5 m + Khi d ³ 0.8m, btt = d + 1m - Cọc có tiết diện ( d=0.8 m) Þ bc= 0.8 + 1 = 1.8 m Eb: Mô đun đàn hồi của bê tông, Eb = 294*104 (T/m2) Þ Hệ số biến dạng: abd = 44.002.0*10*290 8.1*69.522 5 4 = (m -1) - Chiều sâu tính đổi phần cọc hạ trong đất: Lc = abd*L = 0.44*20 = 8.8(m). - Chuyển vị ngang của cọc ở mức đáy đài được tính: Dn = uo + jo*Lo + IE LQ b o **3 * 3 Lo = 0 , jo=0. uo: chuyển vị ngang của cọc ở cao trình đế đài uo = Q ttk * dHH + M ttf * dHM Trong đó: Qttk: giá trị tính toán của lực cắt ở cọc thứ k M ttf: giá trị tính toán momen ngàm ở đầu cọc dHH, dHM: là các chuyển vị ngang ở cao trình đế đài, do các ứng lực đơn vị MO, HO = 1 đặt tại cao trình này dMH, dMM: là các chuyển vị xoay ở cao trình đế đài, do các ứng lực đơn vị MO, HO =1 đặt tại cao trình này O bbd HH AIE * **α 1δ 3= O bbd HM BIE * **α 1δ 2= O bbd MM CIE * **α 1δ = Trong đó Ao, Bo, Co phụ thuộc vào Lc Với Lc = 8.8 m > 4, ta có: Ao = 2.441; Bo = 1.621; Co=1.751 * Tính toán chuyển vị ngang )/(10*94.4441.2* 02.0*10*290*44.0 1δ 443 TmHH -==Þ )/(10*44.1621.1* 02.0*10*290*44.0 1δ 442 TmMH -==Þ )/(10*69.0751.1* 02.0*10*290*44.0 1δ 44 TmMM -==Þ * ).(24.4 10*69.0 03.2*10*44.1* 4 4 mTQM MM tt kMHtt f -=-=-= - - d d Vì đầu cọc bị ngàm cứng vào bệ dưới tác dụng của lực ngang, trên đầu cọc có momen là momen ngàm: u tto = Qttk * dHH + M ttf * dMH u tto = 2.03* 4.94*10-4 – 4.24 * 1.44*10-4 = 3.92*10 -4(m) =0.000392 m => 0. 0392(cm) < 1 (cm) - Chuyển vị của cọc ở đáy đài: Dn = uo + jo* Lo + IE LH b o **3 * 3 (L0 = 0; jo = 0) = 0.0392 (cm) Ta có Dn = 0.0392 (cm) < 1cm Vậy cọc thỏa điều kiện chuyển vị ngang - Mômen uốn Mz(T/m), áp lực ngang Uz (T) và lực cắt Qz (T)trong các tiết diện cọc được tính theo công thức sau: Uz = ÷÷ ø ö çç è æ ++ a j - 1 b 3 bd tt k 1 b 2 bd tt k 1 bd O 1oe bd D I*E* Q C I*E* M B*A*uzK ααα Mz = a2bd* Eb * I * u0* A3 - abd* Eb* I * j0 * B3 + 3 bd tt ktt f D Q 3C*M α + Qz = a3bd* Eb* I *uo* A4 - a2bd* Eb* I * j0*B4 + 4** CM BDTTK a + Q tt k*D4 Trong đó: Ze là chiều sâu tính đổi, Ze = abd* Z * Các giá trị A1, A3, A4, B1, B3, B4, D1, D3, D4 được tra trong bảng G3 của TCXD 205 – 1998. a 3bd * E * I = 0.443 * 290*104 * 0.02 = 4940.7 (m-1* T*m2) a 2bd * E * I = 0.442 * 290*104 * 0.02 = 11228.8 (m-1* T*m2) a bd * E * I = 0.44 * 290*104 * 0.02 = 25520 (m-1* T*m2) a bd* M ttf = 0.44 * ( -6.07) = - 2.67 * Tính thép cho cọc : Ta có Mz =4.24 (Tm) Vì momen nhỏ nên khi tính cốt thép cho cọc ta lấy hàm lượng cốt thép là 0.3% để tính: => Fa = 0.3% x 3.14 x 802 =60.29 cm2 + Chọn cốt thép cho cọc 20 f 20 có Fa=62.84 cm2 + Chọn cốt đai f8 a200 Z Ze Mz Qz m m A3 B3 C3 D3 (Tm) A4 B4 C4 D4 (T) 0 0 0 1 0 -4.24 0 0 0 1 2.03 0.23 0.1 0 0 1 0.1 -3.78 -0.005 0 0 1 2.02 0.45 0.2 - 0.001 0 1 0.2 -3.32 -0.02 -0 0 1 1.99 0.68 0.3 - 0.005 -0.001 1 0.3 -2.88 -0.045 -0.01 -0 1 1.94 0.91 0.4 - 0.011 -0.002 1 0.4 -2.44 -0.08 -0.02 -0 1 1.88 1.14 0.5 - 0.021 -0.055 0.999 0.5 -2.02 -0.125 -0.04 -0.01 0.999 1.8 1.36 0.6 - 0.036 -0.011 0.998 0.6 -1.62 -0.18 -0.07 -0.02 0.997 1.7 1.59 0.7 - 0.057 -0.02 0.996 0.699 -1.25 -0.245 -0.11 -0.03 0.994 1.6 1.82 0.8 - 0.085 -0.034 0.992 0.799 -0.9 -0.32 -0.17 -0.05 0.989 1.48 2.05 0.9 - 0.121 -0.055 0.985 0.897 -0.57 -0.404 -0.24 -0.08 0.98 1.36 2.27 1 - 0.167 -0.083 0.975 0.994 -0.29 -0.499 -0.33 -0.13 0.967 1.23 2.5 1.1 - 0.222 -0.122 0.96 1.09 -0.02 -0.603 -0.44 -0.08 0.946 0.91 2.73 1.2 - 0.287 -0.173 0.938 1.183 0.21 -0.716 -0.58 -0.26 0.917 0.96 2.95 1.3 - 0.365 -0.238 0.907 1.273 0.42 -0.838 -0.73 -0.36 0.876 0.82 3.18 1.4 - 0.455 -0.319 0.866 1.358 0.59 -0.967 -0.91 -0.48 0.821 0.69 3.41 1.5 - 0.559 -0.42 0.881 1.437 0.43 -1.105 -1.12 -0.63 0.747 0.55 3.64 1.6 - 0.676 -0.543 0.739 1.507 0.84 -1.248 -1.35 -0.82 0.652 0.43 3.86 1.7 - 0.808 -0.691 0.646 1.566 0.93 -1.396 -1.64 -1.04 0.529 0.3 4.09 1.8 -0.96 -0.867 0.53 1.612 0.98 -1.547 -1.91 -1.3 0.374 0.19 4.32 1.9 -1.12 -1.074 0.385 1.64 1.01 -1.699 -2.23 -1.61 0.181 0.08 4.55 2 -1.3 -1.314 0.207 1.646 1.01 -1.848 -2.58 -1.97 -0.06 -0.02 5 2.2 -1.69 -1.906 -0.27 1.575 0.96 -2.125 -3.36 -2.85 -0.69 -0.2 5.45 2.4 -2.14 -2.663 -0.94 1.352 0.8 -2.339 -4.23 -3.97 -1.59 -0.34 5.91 2.6 -2.62 -3.6 -1.88 0.917 0.67 -2.437 -5.14 -5.36 -2.82 -0.44 6.36 2.8 -3.1 -4.718 -3.41 0.197 1.71 -2.346 -6.02 -6.99 -4.45 -0.5 6.82 3 -3.54 -6 -4.69 -0.891 0.2 -1.969 -6.77 -8.84 -6.52 -0.52 7.95 3.5 -3.92 -9.544 -10.3 -5.854 -0.56 1.074 -6.79 -13.7 -13.8 -0.39 9.09 4 -1.64 -11.73 -17.9 -15.08 -0.84 9.244 -0.36 -15.6 -23.1 0.15 Mzmax =4.24 ™ Qzmax =2.03 T II. PHƯƠNG ÁN 2: MÓNG BÈ TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN II.1. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG KHUNG TRUYỀN XUỐNG MÓNG: -Tải trọng công trình bên trên truyền xuống móng có được tính dựa vào số liệu kích thước dầm,sàn,coat,tường,cầu thang tính ở phần trước. -Tổng lực dọc truyền xuống móng từ kết quả tính tổng tĩnh tải và hoạt tải của công trình truyền xuống : åNtt = 4635.01 (T ) åNtc = åNtt/1.15 = 4030.44 (T) Diện tích móng F = 26 x 19.6 =509.6m2 TẢI TRỌNG BẢN THÂN CÔNG TRÌNH VỊ TRÍ CỘT( T ) DẦM( T ) SÀN (T/m2 ) CẦU THANG( T ) TƯỜNG( T ) TỔNG( T ) TRỆT 44.1 76.05 198.74 13.5 209.67 542.06 LỬNG 44.1 76.05 198.74 13.5 209.67 542.06 LẦU1 31.5 76.05 198.74 13.5 209.67 529.46 LẦU2 27 76.05 198.74 13.5 209.67 524.96 LẦU3 24.75 76.05 198.74 13.5 209.67 522.71 LẦU4 24.75 65.33 198.74 13.5 209.67 511.99 LẦU5 18 65.33 198.74 13.5 209.67 505.24 LẦU6 18 65.33 198.74 13.5 209.67 505.24 LẦU7 14.4 56.55 157.17 13.5 209.67 451.29 TỔNG 4635.01(T) · Xác định momen và lực cắt truyền xuống móng : Từ tải trọng gió tác dụng vào khối nhà theo hai phương x,y ta tìm được momen M và lực cắt Q: - Mx = 2653.6 ( Tm ) , My = 1592.14 ( Tm ) - Qx = 66.35 ( T ) , Qy = 39.81 ( T ) II.2. CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN MÓNG : - Chọn sơ bộ chiều dày bản đáy : Lhb ÷ ø ö ç è æ ¸= 8 1 12 1 L = 7m : khoảng cách lớn nhất giữa các cột Þ =÷ ø ö ç è æ ¸= 700 8 1 12 1 bh (58.33 ¸ 87.50) * Chọn hb = 60 cm - Chọn sơ bộ chiều cao dầm : Lhd ÷ ø ö ç è æ ¸= 6 1 8 1 Þ =÷ ø ö ç è æ ¸= 700 6 1 8 1 dh (87.5 ¸116.7) * Chọn hd = 1200 cm - Chọn sơ bộ bề rộng dầm : dd hb ÷ ø ö ç è æ ¸= 4 1 2 1 và bd ³ bc * Chọn bd = 60 cm Vậy kích thước tiết diện dầm (hd*bd) = (60*120) cm - Chọn dầm móng trục A, D, 1, 5 có tiết diện(hd*bd) = (120*50) cm - Chọn dầm móng trục B, C, 2, 3,4 có tiết diện(hd*bd) = (120*60) cm · Chiều sâu chôn móng : hm = 3(m) A1 MB DAÀM MOÙNG, BAÛN MOÙNG S4 2 S3 3 4 S4 B S1 C S5 S2 S2 S6 S6 D 5 S3 S1 S5 S2 S1S2S1 S3S4S4S3 Y X IV. Xác định áp lực đất nền dưới đáy móng Gọi N, MX, QX, MY, QY là lực dọc, mômen, lực cắttheo phương x, mômen,lực cắt theo phương y, đặt tại tâm mặt bằng khối nhà.(Vì khi tính khung ta tính khung phẳng nên khi tính tổng các giá trị M,N,Q đặt tại tâm mặt bằng công trình ta lấy tổng tĩnh tải,hoạt tải của công trình truyền xuống .) Gọi 0 (X, Y) là toạ độ trọng tâm đáy móng công trình Ta có : 13 2 26 2 === m LX (m) 8.9 2 6.19 2 === m BY (m) Lực dọc tác dụng tại trọng tâm đáy móng kể cả trọng lượng bản thân móng và đất phủ : Nm = Ntc + Nb + Ntb Trong đó: Ntc = 4635.01 (T) Trọng lượng bản móng : Nb = Fm x hb x g = 509.6 x 0.6 x 2..5 = 764.4 (T) Trọng lượng dầm và đất phủ được lấy trung bình với gtb = 2T/m3 Ntb = Fm x (hm - hb) x gtb = 509.6 x (3 - 0.6) x 2 = 2446.08 (T) Þ Nm = 4635.01 + 764.4 + 2446.08 = 7845.49 (T) V. Kiểm tra áp lực đất nền dưới đáy móng theo TTGH 2 : ( ) X J yM Y J xM F NP y c x c m mc åå ±±=minmax, Trong đó : ==*= 12 266.19 12 33 xLBJ mmx 28707.47(m 4) 12 6.1926 12 33 xBLJ mmy = * = =16313.99(m4) X = 13 (m) , Y = 9.8 (m) Þ ( ) 13 99.16313 14.15928.9 47.28707 6.2653 6.1926 49.7845 minmax, x x Pc ±±= Þ Pcmax = 17.57 (T/m2) Pcmin = 13.21 (T/m2) Pctb = 15.39 (T/m2) Ap lực tiêu chuẩn ở đáy móng : ( )DcBhAB k mmR IImIIm tc tc ++ * = '21 gg Trong đó : ktc = 1 : do các chỉ tiêu cơ lý đều lấy theo kết quả thí nghiệm trực tiếp với đất m1, m2 : hệ số điều kiện làm việc của đất nền và dạng kết cấu công trình tác động qua lại với nền đất m1 = 1.2 (Sét pha cát) m2 = 1.1 ( )7.1=H L Bm = 19.6 (m ) : chiều rộng của móng hm = 3 (m) : chiều sâu chôn móng gII = 2.02 (T/m) : dung trọng đất nền dưới đáy móng g’II = 2 (T/m3) A, B, D : các hệ số tra bảng theo j A = 0.324 Ta có :j = 15°14’ tra bảng B = 2.31 D = 4.89 CII = 0.22 (KG/cm2) = 2.2 (T/m2) Þ ( )298.42331.202.26.19324.0 1 2.12.1 xxxxxxRtc ++= Þ Rtc = 48.14 (T/m2) Ta thấy : Pmax = 17.57(T/m2) < 1.2Rtc = 1.2 x 48.14 = 58.73(T/m2) Ptb = 15.39(T/m2) < Rtc = 48.14 (T/m2) Vậy đất nền dưới đáy móng ổn định v Ta thấy lớp đất thứ 1 (Sét pha cát) có góc ma sát trong j(1) = 15°14’ nhỏ hơn góc ma sát trong của lớp đất thứ 2 (Sét pha cát có lẫn sạn Laterite) có j(2) = 19°24’ nên ta không cần phải kiểm tra điều kiện : szg + szp £ Rz(2) Trong đó : szg = gi.hi (T/m2) szp = k0.pgl (T/m2) ko = f ÷÷ ø ö çç è æ mm m B Z B L 2, được tra bảng 3 - 7 sách hướng dẫn đồ án nền móng của Gs.Ts Nguyễn Văn Quảng tại độ sâu z Rz = (A.b. gII + B.H.gII’ + D.cII ) VI. Kiểm tra lún cho móng Vì móng có B = 19.6 m > 10 m nên ta tính lún cho móng có kể đến hiện tượng nở hông của đất và còn gọi là hiện tượng tập trung ứng suất theocông thức của EGOROV å = - = - = n i i ii mz gl E KK MBPS 1 1 0 Trong đó : Pglz = 0 : ứng suất gây lún trung bình ở đáy móng Vì Bm = 19.6m > 10m nên ta lấy Pglz =0 = Pctb = 15.39 (T/m2) M : hệ số điều chỉnh kể đến hiện tượng tập trung ứng suất và phụ thuộc vào m = B H2 H : là chiều dày lớp đàn hồi hữu hạn H = H0 + t.Bm Vì móng đặt trên nền đất sét nên : H0 = (9 + 6)/2 = 7.5m và t = (0.15 + 0.1) / 2 =0.125 Þ H = 7.5 + 0.125 x 19.6 = 9.95 (m) Þ m = 6.19 95.922 * = mB H = 1.02 Tra bảng 3 - 11 sách hướng dẫn đồ án nền móng của Gs.Ts Nguyễn Văn Quảng ta được M = 0.9 Ki = f ÷÷ ø ö çç è æ mm m B Z B L 2, tra bảng 3 -12 sách hướng dẫn đồ án nền móng của Gs.Ts Nguyễn Văn Quãng, kết quả được đưa vào bảng sau : Lớp đất Chiều dày (m) Ei (T/m2) B Z2 B L Ki Ki-1 Sét pha cát 1 370 0.128 1.67 0.024 0 Et pha cát lẫn Laterite 8 814.45 1.03 1.67 0.21 0.024 Þ ÷ ø ö ç è æ -+ - = 45.814 024.0245.0 3701 0024.09.06.1939.15 xxS = 0.076 (m) = 7.6 (cm) Þ S = 7.6 (cm) < Sgh = 8(cm). Vì đây là móng bè có khả năng làm giảm đi độ lún không đều nên độ lún như trên có thể chấp nhận được Vậy móng thoả điều kiện tính lún VII. Tính ổn định vị trí của móng Vì công trình chịu tải trọng ngang cho nên ta phải kiểm tra trượt và lật của móng. Ap lực gió coi như phân bố theo diện tích đón gió của mặt bên công trình và được đưa về lực tập trung đặt tại trọng tâm của diện tích đón gió sau đó truyền về đáy móng và được xác định theo công thức sau : P = n x qc x F =1.2 x 83 x (26 x 19.6) = 50756.16 (kG)=50.756 (T) Trong đó : n = 1.2 : hệ số vượt tải qc = 83(KG/cm2) : áp lực gió tiêu chuẩn tại THỦ ĐỨC F = (Lm*H) : diện tích đón gió Lm : chiều dài móng H : chiều cao nhà kể từ mặt nền Ø Kiểm tra lật Công trình có khả năng bị lật dưới tác dụng của tải trọng gió Điều kiện để công trình không bị lật : Mchống lật > Mgây lật Trong đó : Mchống lật = n x N x 2 mB = 1.2 x 4635.01 x 9.8 = 54507.71 (Tm) Mgây lật = P x ( )2 m hH + = 50.756 x (15 + 3) = 913.61 (Tm) Þ Mchống lật = 54507.71 (Tm) > Mgây lật = 913.61 (Tm) Vậy công trình không bị lật dưới tác dụng của tải trọng gió Ø Kiểm tra trượt Công trình có khả năng bị trượt dưới tác dụng của tải trọng gió Hệ số an toàn để công trình bị trượt : 2.1³= P NfK Trong đó : N : tổng tải trọng tính toán ngay tại đáy móng N = n*Ncm = 1.2*4635.01 = 5562.01 (T) P : lực ngang tính toán P = 66.35 (T) f : hệ số ma sát được tính theo j(1) = 15°14’ Þ f = tgj(1) = tg(15°14’) = 27 radian Þ 35.66 27.001.5562 xK = = 22.63 > 1.2 Vậy công trình không bị trượt dưới tác dụng của tải trọng gió VIII. Tính toán kết cấu móng Do móng bè có diện tích và chiều dày bản lớn nên ta coi bản là tuyệt đối cứng Độ cứng của bản còn được xác định từ độ mảnh t : ( )( ) 30 3 0 0 2 3 0 2 .10 ..14 ....1 h L E E JE LBEt mmm » - - = m pm < 1 Ta tính kết cấu móng bè như bản sàn lật ngược chịu tải trọng phân bố đều là áp lực PTB đáy móng. P = n*PcTB = 1.2 x 15.39 = 18.47 (T/m2) Ø Tính bản móng A1 MB DAÀM MOÙNG, BAÛN MOÙNG S4 2 S3 3 4 S4 B S1 C S5 S2 S2 S6 S6 D 5 S3 S1 S5 S2 S1S2S1 S3S4S4S3 Y X 2.4. Tính toán các ô bản kê. ( Sàn làm việc theo 2 phương ) - Ta xem các ô bản sàn chịu uốn theo hai phương, để thiên về an toàn ta tính toán ô bản đơn theo sơ đồ đàn hồi, không xét đến sự ảnh hưởng của các ô bản kế cận. - Dựa vào sự liên kết giữa các ô bản với hệ dầm (ngàm hoặc khớp) ta dùng11 loại ô bản lập sẵn để xác định các hệ số cho momen. BẢNG SƠ ĐỒ TÍNH CHO CÁC Ô BẢN KÊ Số hiệu ô sàn Chiều dày bàn sàn hb (cm) Chiều cao dầm móng Các tỷ số Liên kết giữa sàn với các cạnh Sơ đồ tính 120 2 Ngàm S1 60 120 2 Ngàm 120 2 Ngàm S2 60 120 2 Ngàm - Theo bảng xác định sơ đồ tính của 2 ô bản S1 , S2 ta thấy dạng sơ đồ tính của 2 ô bản này giống ô bản số 9 trong 11 ô bản được lập sẳn. - Ta có các công thức để xác định giá trị tải trọng tác dụng lên các ô bản như sau: Mômen dương lớn nhất ở nhịp M1 = m91.P M2 = m92.P Mômen dương lớn nhất ở nhịp MI = k9I.P MII = k9II.P trong đó: P = q l1 l2 ; với q = 15.39 (T/m2) BẢNG TÍNH CÁC GIÁ TRỊ NỘI LỰC Ô sà n Kích thước Tỷ số Tổng tải trọng tác dụng lên ô sàn Các hệ số Giá trị mômen (kGm) l2 (m) l1(m ) l2/l1 P = ql1l2 (kG) m91 m92 k91 k92 M1 M2 MI MII S1 3.5 3.15 1.11 7411.005 0.0194 0.016 1 0.045 0.037 2 143.7 7 119.3 2 323. 9 275. 7 S2 3.5 3.15 1.11 10259.87 0.0194 0.016 1 0.045 0.037 2 199.0 4 165.1 8 461. 7 381. 7 S3 3.15 3 1.05 8794.17 0.0187 0.017 1 0.043 7 0.039 4 164.5 150.4 384. 3 346. 5 S4 3.15 3 1.05 6352.29 0.0187 0.017 1 0.043 7 0.039 4 108.6 108.6 2 277. 6 250. 3 S5 3.5 3 1.05 8318.1 0.0187 0.017 1 0.043 7 0.039 4 155.5 142.2 363. 5 327. 7 S9 3.5 3 1.05 8318.1 0.0187 0.017 1 0.043 7 0.039 4 155.5 142.2 363. 5 327. 7 Tính toán cốt thép Trình tự tính toán theo trường hợp cấu kiện tiết diện chữ nhật chịu uốn có b = 1m (bề rộng dãi tính toán). Các thông số ban đầu : - Bê tông mác 250 : Rn = 110 (kG/cm2) ; Rk = 8.3(kG/cm2) . - Cốt thép A I (f < 10 ) , Ra = Ra’ = 2100 (kG/cm2) ; - Chọn ao = 2 cm : khoảng cách từ trọng tâm của cốt thép chịu kéo đến lớp da ngoài bê tông. Sau khi tính toán được Fa cần kiểm tra tỷ lệ cốt thép 01 100 % hb Fa=m m % nằm trong khoảng 0.3 đến 0.9 là hợp lí. Nếu m % quá lớn hoặc quá bé ta cần chọn lại chiều dày của bản, rồi tính lại. Khi m % < m min mà không thể giảm chiều dày bản thì phải chọn lại Fa theo yêu cầu tối thiểu bằng m min b1 h0 . TCVN qui định m min = 0.05 % A = 2 0bhR M n ; với h0 = hs – a0; g = )211( 2 1 A-+ ; Fa = 0hR M ag . KẾT QUẢ TÍNH THÉP CỦA CÁC Ô BẢN KÊ Thép chọn Ô bản Giá trị mômen (kGm) A g Fa tt (cm2) f(mm) a (mm) Fa (cm2) m% M1 143.77 0.0204 0.9897 0.865 6 200 1.41 0.17 S1 (3.5x3.15m) M2 119.32 0.0169 0.9915 0.716 6 200 1.41 0.17 MI 323.9 0.0460 0.9764 1.974 8 200 2.50 0.31 MII 275.7 0.0392 0.9800 1.675 8 200 2.50 0.31 M1 199.04 0.0283 0.9857 1.202 6 200 1.41 0.17 M2 165.18 0.0235 0.9881 0.995 6 200 1.41 0.17 MI 461.7 0.0656 0.9661 2.845 8 200 2.50 0.31 S2 (3.5x3.15m) MII 381.7 0.0542 0.9721 2.337 8 200 2.50 0.31 M1 164.5 0.0234 0.9882 0.991 6 200 1.41 0.17 M2 150.4 0.0214 0.9892 0.905 6 200 1.41 0.17 MI 384.3 0.0546 0.9719 2.354 8 200 2.50 0.31 S3 (3x3.15m) MII 346.5 0.0492 0.9748 2.116 8 200 2.50 0.31 M1 108.6 0.0154 0.9922 0.651 6 200 1.41 0.17 M2 108.62 0.0154 0.9922 0.652 6 200 1.41 0.17 MI 277.6 0.0394 0.9799 1.686 8 200 2.50 0.31 S4 (3.15x3m) MII 250.3 0.0356 0.9819 1.517 8 200 2.50 0.31 M1 155.5 0.0221 0.9888 0.936 6 200 1.41 0.17 M2 142.2 0.0202 0.9898 0.855 6 200 1.41 0.17 MI 363.5 0.0516 0.9735 2.223 8 200 2.50 0.31 S5 (3.5x3m) MII 327.7 0.0465 0.9762 1.998 8 200 2.50 0.31 M1 155.5 0.0221 0.9888 0.936 6 200 1.41 0.17 M2 142.2 0.0202 0.9898 0.855 6 200 1.41 0.17 MI 363.5 0.0516 0.9735 2.223 8 200 2.50 0.31 S9 (35x3m) MII 327.7 0.0465 0.9762 1.998 8 200 2.50 0.31 1. Tính cho ô bản S1 Với 11.1 3.6 7 1 2 == l l < 2 nên nó thuộc ô bản kê bốn cạnh, tra bảng ta được : m91 m92 k91 k92 0.0179 0.0179 0.0417 0.0417 MI MII MI P = 14.7T/m M1 MI MI M1 M2 MII P = 1 4. 7T /m M II M 2 M II 7m 7m SƠ ĐỒ TÍNH Ô BẢN S1 Mômen nhịp được tính theo công thức : M1 = m91*p*l1*l2 = 0.0179*14.7*7*7 = 12.893 (Tm) M2 = M1 = 12.893 (Tm) Mômen gối được tính theo công thức : MI = k91*p*l1*l2 = 0.0417*14.7*7*7 = 30.037 (Tm) MII = MI = 30.037 (Tm) · Tính cốt thép nhịp Giả thiết a = 5cm Þ h0 = hb – a = 60 – 5 = 55cm 033.0 55100130 10893.12 2 5 2 0 1 1 =** * = ** = hbR MA n 033.012 == AA ( ) ( ) 983.0033.02115.02115.0 =*-+=-+= Ag = ** * = ** == 55983.02600 10893.12 5 0 1 21 hR MFF a aa g 9.172 (cm2) Chọn F16a200 Þ Fa chọn = 10.05 cm2 m = 00 0 183.0100 55100 05.10 =* * = * hb Fa > mmin = 0.1% (thoả) · Tính cốt thép cho gối 074.0 55100130 10037.30 2 5 2 0 = ** * = ** = hbR MA n I I 074.012 == AA ( ) ( ) 962.0074.02115.02115.0 =*-+=-+= Ag 831.21 55962.02600 10037.30 5 0 = ** * = ** == hR MFF a I aIIaI g (cm2) Chọn F20a140 Þ Fa chon = 21.99 cm2 m = 00 0 4.0100 55100 99.21 =* * = * hb Fa > mmin = 0.1% (thoả) 2. Tính cho ô bản S2 7m 1m 2. 4m M I M 1 M I P =1 4. 7T /m SƠ ĐỒ TÍNH Ô BẢN S2 Với == 4.2 7 1 2 l l 2.92 > 2 nên nó thuộc ô bản dầm Để tính bản, cắt một dải rộng b = 1m theo phương cạnh ngắn M1 = 53.324 4.27.14 24 22 = * = * lq (Tm) M2 = 06.712 4.27.14 12 22 = * = * lq (Tm) · Tính cốt thép cho nhịp = ** * = ** = 2 5 2 1 1 55100130 1053.3 on hbR M A 0.009 =-+= )211(5.0 Ag ( )009.02115.0 *-+ = 0.995 48.2 55995.02600 1053.3 51 1 =** * = ** = oa a hR MF g (cm) · Tính cốt thép cho gối 018.0 55100130 1006.7 2 5 2 2 2 =** * = ** = on hbR MA ( ) 991.0018.02115.0)211(5.0 =*-+=-+= Ag 98.4 55991.02600 1006.7 52 2 =** * = ** = oa a hR MF g (cm2) Do ô S2 có kích thước nhỏ Þ diện tích cốt thép nhỏ, nên ta bố trí cốt thép cho ô S2 kết hợp từ ô S1 Ø Tính hệ dầm móng D70 00 7000 7000 3 4 5 7000 2 B A 70 00 1 7000 28000 C 24 00 16 40 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 SƠ ĐỒ BỐ TRÍ MẶT BẰNG HỆ DẦM CỦA MÓNG BÈ 1. Sơ đồ tính Tính hệ dầm móng bè ta tính như hệ dầm trực giao chịu tải trọng tươbg đương từ các ô bản truyền xuống, có các gối tựa là các cột Tải trọng do ô bản S1 truyền vào có dạng hình tam giác : 156.32 2 77.14 8 5 28 5 1 =**=*= plqtd (T/m) Tải trọng do ô bản S2 truyền vào các dầm trục chữ có dạng hình chữ nhật : 64.174.27.14 2 1 2 1 1 =**=*= plqtd (T/m) 2. Tính toán nội lực Dùng phần mềm Sap2000 để tính nội lực cho hệ dầm trực giao kết quả như sau : SƠ ĐỒ TẢI TRỌNG TƯƠNG ĐƯƠNG TÁC DỤNG LÊN HỆ DẦM MÓNG BIỂU ĐỒ MÔMEN CỦA HỆ DẦM MÓNG BIỂU ĐỒ BAO LỰC CẮT CỦA HỆ DẦM MÓNG 3. Tính cốt thép cho hệ dầm Dùng bê tông mac 300 có Rn = 130 KG/cm2 Cốt thép chịu lực CII có Ra = 2600 KG/cm2 Cốt thép đai CII có Rađ = Rax = 2100 KG/cm2 Vì thời gian có hạn nên ta lấy một số dầm (sườn) làm đại diện để tính và bố trí cốt thép cho hệ dầm (sườn). Ở đây ta tính và bố trí cốt thép cho dầm (sườn) thuộc trục 1, 3 và trục A, B v Tính cốt thép ngang Ta chỉ tính cho dầm có lực cắt lớn nhất là dầm trục 3 và các dầm còn lại bố trí tương tự Kiểm tra điều kiện hạn chế : 0.35Rnbh0 = 0.35*130*60*115 = 313950 (KG) = 313.95 (T) Trị số lực cắt lớn nhất Qmax = 268.22 (T) < 313.95 (T) Þ Thoả mãn điều kiện hạn chế Kiểm tra điều kiện đặt cốt đai 0.6Rkbh0 = 0.6*10*60*115 = 41400 (KG) = 41.4 (T) Qmax = 268.22 (T) > 41.4 (T) nên ta cần phải tính cốt đai chịu cắt 44 268000 11560105.15.1 220 max = *** == Q bhRU k (cm) Chọn đai F12, fđ = 1.131 cm2, đai bốn nhánh, khoảng cách U = 15 cm thoả mãn các điều kiện cấu tạo và bé hơn Umax 36.633 15 131.142100.. = ** == U fnRq dadd (KG/cm) Bố trí thép : Đoạn đầu gối : F12a150 Đoạn giữa nhịp : F12a300 II.2.2. Kiểm tra khả năng chịu tải của đất nền: Chọn chiều sâu chôn móng cách đáy sàn tầng hầm 1.4m. Theo qui phạm QPXD 45- 70, trị số áp lực tiêu chuẩn lên nền Rtc khi công trình có tầng hầm được xác định như sau. Ap lực tiêu chuẩn của nền thiên nhiên ở độ sâu 5m ú û ù ê ë é +÷ ø ö ç è æ ++= tctc DchhBAbmR g 3 2 21 trong đó : m=0.8, hệ số điều kiện làm việc A,B,D ® tra bảng dựa vào jtc của lớp đất dưới đáy móng với jtc =30.3 0 ® A=1,18 ; B=5,70 ; D=8,04 ctc = 0.1 T/m2 : lực dính của lớp đất dưới đáy đài g: trọng lượng thể tích của đất ở trên cao trình đáy đài. g = )/(518,1 5 050,1283,13 3 ' 11 111 mTxx ll ll dnn =+= + + gg b: chiều rộng móng, lấy tương đương mFb 26== h1: độ sâu chôn móng ở phía ngoài nhà, h1 = 5 m h2: độ sâu đặt móng qui ước của nhà có tầng hầm được tính như sau: g g sddh 212 += d1: chiều dày lớp đất nằm trên đế móng (d1=0, vì mặt móng chính là mặt sàn tầng hầm) d2: chiều dày kết cấu sàn tầng hầm (d2 = 1,4 m) gs: trọng lượng thể tích của kết cấu sàn tầng hầm (gs = 2,5 T/m3) à h2 = 2,31 m ú û ù ê ë é ´+÷ ø ö ç è æ +´+´= 1.004,8518,1 3 31,2527,52618,18,0tcR = 66,30 (T/m2) Ap lực trung bình của đất dưới đáy móng: stb = F QN m tt +å SNtt= 18916 (T) Qm: trọng lượng bản thân móng và tải trọng đặt trên móng Qm =(1,1´2,5´1,4 + 1,2´0.75)´674.4 = 3203,4 (T) àstb = )/(79,324.674 4,320318916 2mT=+ Ta thấy stb = 32,79 (T/m2) < Rtc = 66,30 (T/m2), như vậy đất dưới đáy móng không bị phá hoại. II.2.3.Xác định độ lún ổn định: *Trọng tâm cuả móng nhà: Xc = mF Fx i ic 65,22 24,23448,14468,295 )24,23448,144(6,2668,2956,17 = ++ +´+´ = å å Yc = mF Fy i ic 04,12 24,23448,14468,295 24,2346,2148,1446,1268,2952,4 = ++ ´+´+´ = å å Vì đất nền gồm nhiều lớp không đồng nhất và mặt bằng không phải là hình chữ nhật nên để tính toán độ lún ồn định tại điểm C cho chính xác ta dùng phương phương pháp điểm góc trong cộng lún phân tố .Tức là chia bản móng thành nhiều hình chữ nhật 1,2,4,5,8,9,10 có tải trọng trên đó xem là phân bố đều, lúc này ứng suất tại điểm C chính là cộng tác dụng của các ứng suất do các hình chữ nhật gây ra tại điểm C. Như vậy độ lún ổn định tại điểm C được xác định như sau Sc = S1 +S2 +S4 + S5 + S8 + S9 + S10 = ( S1,3,4 - S3,4) + ( S2,5,6 - S5,6) +S4 + S5 + S8 + S9 +( S7,8,10 - S7,8) Trong đó: *S1; S2; S4; S5; S8; S9; S10 :lần lượt là độ lún ảnh hưởng của các phần móng hình chữ nhật 1_2_4_5_8_9_10 gây ra tại điểm C * S1,3,4; S3,4; S2,5,6; S5,6; S7,8,10; S7,8 : lần lượt là độ lún ảnh hưởng của các phần móng hình chữ nhật 1,3,4 _ 3,4 _ 2,5,6 _ 5,6 _ 7,8,10 _ 7,8 gây ra tại điểm C Ta có bảng tính sau: 9. 60 0 16 .8 00 12 .0 40 9. 60 0 22.650 3.60017.20018.000 24.400 C 21 54 8 3 7 10 9 X Y KẾT QUẢ TÍNH LÚN MÓNG BÈ Loại ô K.Thước 1,3,4 14,36mx8,25m 3,4 8,25mx4,76m 2,5,6 16,15mx14,36m 5,6 16,15mx4,76m 4 4,76mx4,65m Độ sâu (m) szđ (T/m2) kg sz=p.k g (T/m2) Si (cm) kg sz=p.k g (T/m2) Si (cm) kg sz=p.k g (T/m2) Si (cm) kg sz=p.k g (T/m2) Si (cm) kg sz=p.k g (T/m2) Si (cm) 5 5.25 0.2500 5.26 0.06 0.2500 1.36 0.06 0.2500 5.26 0.06 0.2500 5.26 0.06 0.2500 5.26 0.06 6.5 6.83 0.2491 4.95 0.12 0.2463 2.41 0.12 0.2493 4.96 0.12 0.2468 4.91 0.12 0.2449 4.87 0.12 8 8.40 0.2434 4.84 0.12 0.2315 2.36 0.11 0.2486 4.94 0.12 0.2341 4.65 0.11 0.2229 4.43 0.11 9.5 9.98 0.2375 4.72 0.12 0.2051 2.30 0.10 0.2443 4.86 0.12 0.2120 4.21 0.10 0.1752 3.48 0.09 11 11.55 0.2231 4.44 0.11 0.1664 2.16 0.08 0.2401 4.77 0.12 0.1802 3.58 0.09 0.1412 2.81 0.07 12.5 12.84 0.2051 4.08 0.25 0.1396 5.06 0.17 0.2315 4.60 0.29 0.1584 3.15 0.20 0.1123 2.23 0.14 14 14.12 0.1856 3.69 0.23 0.1172 4.58 0.15 0.2229 4.43 0.28 0.1397 2.78 0.17 0.0905 1.80 0.11 15.5 15.41 0.1664 3.31 0.21 0.0984 4.11 0.12 0.2114 4.20 0.26 0.1235 2.46 0.15 0.0687 1.37 0.09 17 16.70 0.1483 2.95 0.18 0.0833 3.66 0.10 0.1999 3.97 0.25 0.1100 2.19 0.14 0.0566 1.13 0.07 18.5 18.23 0.1396 2.78 0.13 0.0709 2.53 0.06 0.1875 3.73 0.17 0.0982 1.95 0.09 0.0474 0.94 0.04 20 19.76 0.1241 2.47 0.11 0.0580 2.25 0.05 0.1752 3.48 0.16 0.0850 1.69 0.08 0.0401 0.80 0.04 21.5 21.29 0.1103 2.19 0.07 0.0504 1.33 0.03 0.1634 3.25 0.10 0.0742 1.48 0.05 0.0343 0.68 0.02 åSi = 1.71 åSi = 1.17 åSi = 2.05 åSi = 1.36 åSi = 0.95 Loại ô K.Thước 5 12,55mx4,76m 8 4,65mx3,64m 9 12,55mx12,04m 7,8,10 22,65mx12,04m 7,8 22,65mx3,64m Độ sâu (m) szđ (T/m2) kg sz=p.k g (T/m2) Si (cm) kg sz=p.k g (T/m2) Si (cm) kg sz=p.k g (T/m2) Si (cm) kg sz=p.k g (T/m2) Si (cm) kg sz=p.k g (T/m2) Si (cm) 5 5.25 0.2500 5.26 0.06 0.2500 5.26 0.06 0.2500 5.26 0.06 0.2500 5.26 0.06 0.2500 5.26 0.06 6.5 6.83 0.2467 4.90 0.12 0.2420 4.81 0.12 0.2493 4.96 0.12 0.2496 4.96 0.12 0.2443 4.86 0.12 8 8.40 0.2335 4.64 0.11 0.2075 4.13 0.10 0.2486 4.94 0.12 0.2491 4.95 0.12 0.2202 4.38 0.11 9.5 9.98 0.2104 4.18 0.10 0.1626 3.23 0.08 0.2401 4.77 0.12 0.2437 4.85 0.12 0.1887 3.75 0.09 11 11.55 0.1767 3.51 0.09 0.1241 2.47 0.06 0.2289 4.55 0.11 0.2381 4.73 0.12 0.1601 3.18 0.08 12.5 12.84 0.1530 3.04 0.19 0.0889 1.77 0.11 0.2229 4.43 0.28 0.2324 4.62 0.29 0.1320 2.62 0.16 14 14.12 0.1326 2.64 0.16 0.0693 1.38 0.09 0.2114 4.20 0.26 0.2244 4.46 0.28 0.1145 2.28 0.14 15.5 15.41 0.1149 2.28 0.14 0.0549 1.09 0.07 0.1875 3.73 0.23 0.2073 4.12 0.26 0.1005 2.00 0.12 17 16.70 0.1001 1.99 0.12 0.0444 0.88 0.06 0.1752 3.48 0.22 0.1981 3.94 0.25 0.0890 1.77 0.11 18.5 18.23 0.0875 1.74 0.08 0.0365 0.73 0.03 0.1634 3.25 0.15 0.1887 3.75 0.17 0.0795 1.58 0.07 20 19.76 0.0735 1.46 0.07 0.0304 0.60 0.03 0.1516 3.01 0.14 0.1793 3.56 0.16 0.0715 1.42 0.07 21.5 21.29 0.0651 1.29 0.04 0.0257 0.51 0.02 0.1308 2.60 0.08 0.1613 3.21 0.10 0.0646 1.28 0.04 åSi = 1.29 åSi = 0.82 åSi = 1.89 åSi = 2.05 åSi = 1.18 Độ lún ổn định tại điểm C là: Sc = ( S1,3,4 - S3,4) + ( S2,5,6 - S5,6) +S4 + S5 + S8 + S9 +( S7,8,10 - S7,8) = 7,05 cm II.3. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN VÀ CẤU TẠO MÓNG: II.3.1-Kiểm tra chiều cao móng theo điều kiện xuyên thủng1: Bản móng được kiểm tra xuyên thủng giống như cách làm đối sàn không dầm, chịu lực xuyên thủng chính bằng phản lực gối tựa tại vị trí chịu xuyên thủng Căn cứ vào giá trị phản lực ở các gối tựa sau khi giải, ta thấy, giá trị phản lực lớn nhất là: 746,38 T Điều kiện chọc thủng: Pct = 0.75 Uct ho Rk ³ Pmax Trong đó: Pct – lực chọc thủng cho phép Uct – chu vi vùng chọc thủng Uct = 2(a+b+2ho) = 2(0.6+0.7+2´1.35) = 8m Rk = 100T/m2 – cường độ chịu kéo của bê tông Pmax : lực chọc thủng tối đa xuất hiện trong bản móng Þ Pct = 0.75´8´1.35´100 = 810 T > Pmax = 746.38 T II.3.2-Tính toán cốt thép cho móng: Rời rạc hóa bản móng thành các phần tử Shell đặt trên các gối tựa lò xo mà độ cứng của lò xo được qui đổi tương đương thông qua độ cứng của đất nền. Bản móng được chia làm 2 loại phần tử Shell * Loại 1: kích thước 1,2m´1,2m K= Cz F = )/(51,9552,12,10705.05,0 39,23 0.5S p od mTF =´´ ´ = -Các nút ở góc: kg = k4 1 = 238.88 T/m -Các nút góc 1/3: kg = k3 1 = 318,50 T/m -Các nút biên: kb = k2 1 = 477,75 T/m * Loại 2: kích thước 0,6m´1,2m K= Cz F = )/(75,4772,16,00705.05,0 39,23 0.5S p od mTF =´´ ´ = -Các nút ở góc: kg = k4 1 = 119,44 T/m -Các nút góc 1/3: kg = k3 1 = 159,25 T/m -Các nút biên: kb = k2 1 = 238,88 T/m Dùng SAP2000 để hỗ trợ tìm nội lực trong bản móng, nội lực sẽ được xuất ra dưới dạng biểu đồ và giá trị cụ thể. Căn cứ vào biểu đồ nội lực, lấy một số phần tử có cùng giá trị (tô cùng màu) làm đại diện để tính toán cốt thép, việc bố trí cốt thép cũng căn cứ vào các vùng kéo nén, các vùng đồng ứng suất để đặt cho phù hợp. Kết quả tính thép được ghi vào bảng sau: 1 NHÀ NÂNG SÀN – TIÊU CHUẨ N THIẾ T KẾ (20 TCN-169-89), NXBXD, HN 1990, trang 48, 49 BẢNG TÍNH TOÁN CỐT THÉP ELEMENT ID 10------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 10 -1.284E+02 -8.298E+00 36.239 2.281 11 1.230E+02 -2.412E+01 34.667 6.650 40 -1.047E+02 -3.062E+01 29.374 8.456 41 2.796E+01 5.402E+01 7.716 14.992 ELEMENT ID 26------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 26 4.817E+01 -3.238E+01 13.353 8.946 27 -5.440E+01 -4.935E+00 15.101 1.355 56 5.041E+01 5.039E+01 13.979 13.975 57 -7.200E+01 -1.617E+01 20.063 4.453 ELEMENT ID 38------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 39 -4.433E+01 3.525E+01 12.278 9.744 40 5.419E+01 2.381E+01 15.042 6.564 69 -8.768E+01 -5.730E+01 24.518 15.914 70 7.782E+01 -1.759E+00 21.713 0.483 ELEMENT ID 40------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 41 1.296E+02 1.002E+02 36.574 28.097 42 -2.505E+01 4.305E+01 6.908 11.920 71 -1.059E+02 -1.009E+02 29.742 28.309 72 8.352E+01 -3.328E+01 23.331 9.196 ELEMENT ID 46------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 47 1.116E+02 9.912E+01 31.380 27.787 48 -4.760E+01 3.282E+01 13.193 9.066 77 -5.688E+01 -9.608E+01 15.796 26.917 78 3.500E+01 -3.492E+01 9.674 9.652 ELEMENT ID 124------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 128 -9.844E+01 -3.018E+01 27.593 8.334 129 9.323E+01 -1.025E+00 26.102 0.281 158 -9.665E+01 -2.397E+00 27.080 0.658 159 1.019E+02 3.361E+01 28.573 9.286 ELEMENT ID 126------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 130 -9.775E+01 -3.321E+01 27.394 9.176 131 9.137E+01 -4.969E+00 25.571 1.365 160 -9.538E+01 9.565E-01 26.717 0.262 161 1.018E+02 3.722E+01 28.544 10.293 ELEMENT ID 128------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 132 -9.002E+01 -3.776E+01 25.184 10.443 133 8.206E+01 -9.929E+00 22.916 2.730 162 -8.314E+01 8.842E+00 23.225 2.430 163 9.111E+01 3.885E+01 25.494 10.746 ELEMENT ID 132------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 136 -6.030E+01 -4.329E+01 16.759 11.987 137 4.882E+01 -2.544E+01 13.535 7.016 166 -4.926E+01 2.499E+01 13.658 6.894 167 6.074E+01 4.373E+01 16.883 12.110 ELEMENT ID 142------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 146 1.764E+01 -2.445E+01 4.858 6.741 147 -2.667E+01 -2.962E+01 7.359 8.177 176 2.935E+01 3.229E+01 8.102 8.920 177 -2.032E+01 2.177E+01 5.598 6.000 ELEMENT ID 182------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 188 -1.213E+02 -1.022E+02 34.168 28.676 189 9.709E+01 -4.256E+01 27.206 11.782 218 1.366E+02 9.325E+01 38.635 26.107 219 -1.645E+01 5.602E+01 4.527 15.556 ELEMENT ID 192------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 198 -4.863E+01 -1.194E+02 13.481 33.615 199 1.288E+01 -9.470E+01 3.544 26.522 228 4.397E+00 1.120E+02 1.207 31.484 229 3.135E+01 1.021E+02 8.659 28.636 ELEMENT ID 214------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 221 1.459E+02 9.880E+01 41.348 27.695 222 -4.411E+01 -1.723E+01 12.216 4.745 251 -1.019E+02 -7.088E+01 28.596 19.745 252 9.439E+01 2.563E+01 26.432 7.069 ELEMENT ID 228------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 235 -7.850E+01 -4.369E+01 21.906 12.100 236 1.256E+02 1.257E+02 35.429 35.464 265 1.920E+01 3.379E+01 5.289 9.337 266 -2.473E+01 -6.689E+01 6.820 18.617 ELEMENT ID 233------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 256 -1.030E+02 -1.248E+02 28.903 35.197 257 7.808E+01 -2.447E+01 21.787 6.747 271 6.089E+00 1.086E+02 1.673 30.522 272 1.884E+01 4.065E+01 5.190 11.250 ELEMENT ID 243------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 266 5.048E+01 7.060E-01 13.999 0.194 267 -5.670E+01 -3.796E+01 15.745 10.499 281 3.177E+01 1.303E+01 8.774 3.584 282 -2.554E+01 2.423E+01 7.046 6.681 ELEMENT ID 258------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 282 1.755E+01 -3.571E+01 4.833 9.873 283 -3.078E+01 -4.349E+01 8.500 12.044 297 3.113E+01 4.384E+01 8.596 12.142 298 -1.790E+01 3.537E+01 4.930 9.776 ELEMENT ID 261------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 286 -1.722E+01 -9.256E+01 4.742 25.911 287 -1.655E+01 -1.097E+02 4.557 30.816 301 -4.106E+00 8.900E+01 1.128 24.894 302 3.788E+01 1.132E+02 10.476 31.842 ELEMENT ID 265------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 290 -1.668E+00 -8.264E+01 0.458 23.083 291 -2.183E+01 -5.807E+01 6.017 16.132 305 5.537E+01 9.161E+01 15.373 25.639 306 -3.187E+01 4.910E+01 8.804 13.614 ELEMENT ID 284------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 310 -2.352E+00 -2.319E+01 0.646 6.392 311 -1.663E+01 -9.047E+01 4.578 25.313 325 -5.513E+01 1.359E+01 15.304 3.738 326 1.044E+02 7.324E+01 29.288 20.414 ELEMENT ID 288------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 314 2.466E+00 -4.426E+01 0.677 12.258 315 -1.559E+01 -3.430E+01 4.290 9.480 329 -1.906E+01 -7.774E-01 5.250 0.213 330 3.010E+00 3.220E+01 0.826 8.896 ELEMENT ID 292------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 319 -6.740E+01 -5.135E+01 18.762 14.243 320 9.049E+01 1.365E+02 25.320 38.606 334 -3.403E+01 3.441E+01 9.405 9.509 335 3.044E+01 -5.595E+01 8.405 15.534 ELEMENT ID 298------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 325 -6.357E+01 -3.695E+01 17.680 10.216 326 1.086E+02 9.864E+01 30.507 27.649 340 -7.722E+00 2.504E+01 2.122 6.906 341 3.892E+00 -4.798E+01 1.069 13.298 ELEMENT ID 300------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 327 1.301E+01 -3.595E+01 3.579 9.938 328 -2.446E+01 -3.264E+01 6.747 9.017 342 2.857E+01 4.289E+01 7.885 11.876 343 -1.711E+01 2.570E+01 4.712 7.088 ELEMENT ID 307------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 335 7.065E+01 3.313E+01 19.682 9.153 336 -7.068E+01 -3.327E+01 19.688 9.193 350 1.930E+01 -1.811E+01 5.316 4.987 351 -1.927E+01 1.825E+01 5.309 5.026 ELEMENT ID 313------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 341 7.104E+01 1.964E+01 19.790 5.410 342 -7.536E+01 -4.555E+01 21.016 12.618 356 2.647E+01 -3.353E+00 7.302 0.920 357 -2.214E+01 2.926E+01 6.102 8.078 ELEMENT ID 326------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 355 1.093E+01 -2.719E+01 3.004 7.503 356 -2.207E+01 -3.955E+01 6.083 10.941 373 1.385E+01 3.133E+01 3.811 8.652 374 -2.706E+00 3.541E+01 0.743 9.788 ELEMENT ID 330------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 359 -8.651E+00 -5.293E+01 2.378 14.688 360 -1.245E+01 -7.344E+01 3.425 20.470 377 -1.140E+01 4.958E+01 3.136 13.748 378 3.251E+01 7.679E+01 8.980 21.419 ELEMENT ID 338------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 368 1.247E+01 -1.035E+02 3.429 29.041 369 -3.339E+01 -2.178E+01 9.225 6.002 389 1.059E+02 1.373E+02 29.725 38.816 390 -9.395E+01 5.134E-01 26.307 0.141 ELEMENT ID 340------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 370 1.780E+00 -2.142E+01 0.489 5.903 371 -2.280E+01 -1.044E+02 6.285 29.311 391 -7.760E+01 8.758E+00 21.650 2.407 392 1.150E+02 1.288E+02 32.367 36.350 ELEMENT ID 344------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 374 1.250E+01 -9.327E+01 3.438 26.112 375 -3.386E+01 -3.464E+01 9.357 9.575 395 8.621E+01 1.114E+02 24.099 31.328 396 -7.749E+01 1.605E+01 21.620 4.418 ELEMENT ID 363------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 394 -7.040E+01 3.128E+00 19.609 0.859 395 9.850E+01 8.990E+01 27.611 25.149 415 1.140E+00 -1.469E+01 0.313 4.044 416 -1.661E+01 -7.791E+01 4.572 21.737 ELEMENT ID 401------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 434 1.397E+01 4.072E+00 3.844 1.118 435 -1.380E+01 -3.020E+00 3.796 0.829 455 1.085E+01 7.270E-02 2.983 0.020 456 -1.102E+01 -1.125E+00 3.031 0.309 ELEMENT ID 418------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 452 7.517E+00 -1.454E+01 2.065 4.000 453 -1.301E+01 -1.835E+01 3.579 5.055 473 1.254E+01 1.789E+01 3.449 4.925 474 -7.048E+00 1.501E+01 1.936 4.130 ELEMENT ID 420------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 454 7.777E+00 -1.595E+01 2.137 4.389 455 -1.393E+01 -2.091E+01 3.834 5.761 475 1.233E+01 1.930E+01 3.391 5.317 476 -6.175E+00 1.755E+01 1.696 4.832 ELEMENT ID 424------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 458 3.406E+00 -1.978E+01 0.935 5.451 459 -1.031E+01 -2.158E+01 2.836 5.947 479 1.091E+01 2.218E+01 3.000 6.112 480 -4.003E+00 1.919E+01 1.099 5.285 ELEMENT ID 455------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 491 -2.395E+00 -8.502E+01 0.657 23.758 492 -1.877E+01 -4.169E+01 5.169 11.539 512 7.468E+01 8.512E+01 20.823 23.786 513 -6.040E+01 2.846E+01 16.788 7.857 ELEMENT ID 457------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 493 -5.554E+00 -4.325E+01 1.525 11.975 494 -1.720E+01 -9.299E+01 4.735 26.032 514 -6.115E+01 3.211E+01 16.999 8.869 515 8.810E+01 9.085E+01 24.637 25.423 ELEMENT ID 463------------------- JOINT M11 M22 Fax(cm2) Bố trí Fay(cm2) Bố trí 499 -4.220E+00 -4.602E+01 1.159 12.750 500 -1.879E+01 -9.176E+01 5.175 25.683 520 -5.772E+01 3.567E+01 16.033 9.862 521 8.554E+01 8.651E+01 23.908 24.183 III. SO SÁNH – LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN: -VỀ VẬT LIỆU: Qua thống kê sơ bộ ta thấy vật liệu đối với 2 phương án không chênh lệch nhau nhiều lắm có thể nói nó tương đương nhau. V. LIỆU P. ÁN Bêtông (m3) Cốt thép (Tấn) Móng cọc nhồi 3480 32 Móng bè 5519 500 Nhưng do công trình này có tầng hầm nên ta tận dụng mặt móng bè làm sàn tầng hầm không phải tốn một khối lượng béton và cốt thép cho việc đúc sàn tầng hầm nếu như ta chọn phương án móng cọc khoan nhồi. Điều này cho ta thấy phương án móng bè trên nền thiên nhiên có phần lợi hơn . - VỀ THI CÔNG: Móng bè là một loại móng nông nên việc thi công không khó khăn lắm, thiết bị thi công đơn giản và giá thành thuê rẻ. Với điều kiện Thành Phố Nha Trang hiện nay, các đơn vị thi công không có máy móc nhiều , mà giá thành thuê máy lại rất cao, kỹ thuật thi công và nghiệm thu cọc còn nhiều hạn chế. Chính vì vậy móng cọc khoan nhồi không tỏ ra ưu việt hơn móng bè. Từ những lý do chính đã nêu ở trên ta thấy phương án móng bè được chọn là hợp lý.