Móng cọc khoan nhồi bê tông cốt thép

PHÖÔNG AÙN 2 : MOÙNG COÏC KHOAN NHOÀI BEÂ TOÂNG COÁT THEÙP I) CHOÏN VAÄT LIEÄU , KÍCH THÖÔÙC COÏC VAØ CHIEÀU SAÂU ÑAËT MOÙNG : I.1. Chieàu saâu ñaët ñaøi coïc : - Choïn maët ñaát tính toaùn taïi maët ñaát töï nhieân . - Ñaët ñaøi coïc trong lôùp ñaát thöù 1 laø lôùp ñaát seùt pha deûo chaûy , maøu xaùm ñeán xaùm traéng ñoám naâu vaøng / naâu ñoû nhaït . - Chieàu saâu choân moùng so vôùi coát neàn taàng haàm laø : Hm = -1.2(m) so vôùi coát ± 0.000 laø : Hm = - 4.35(m) - Ñaøi coïc ñöôïc söû duïng Beâtoâng Mac 300 , Coát theùp CII coù Ra = Ra’ = 2600 kg/cm2 I.2. Choïn vaät lieäu vaø kích thöôùc coïc : - Coïc ñöôïc ñuùc baèng caùch khoan taïo loå. OÁng vaùch ñaët saâu 3m vaø duøng dung dòch Bentonite ñeå giöõ thaønh hoá khoan khoâng bò saït lôû. - Khoaûng caùch giöõa caùc coïc choïn ³ D + 1m - Choïn ñöôøng kính coïc khoan nhoài D = 0,8 m => Ac = = = 5024 cm2 = 0.5024 m2 u = - Choïn chieàu daøi coïc laø 28 m keå caû ñoaïn ngaøm vaøo ñaøi laø 0,5 m . Muõi coïc caém vaøo lôùp ñaát thöù 5(lôùp caùt ) laø lôùp ñaát toát moät ñoaïn 7.85m . - Beâtoâng laøm coïc maùc 300 coù Rn= 130 kg/cm2 ; Rk = 10 kg/cm2 - Coát theùp CII coù : Ra = Ra’ = 2600 kg/cm2 ; Rañ = 2100 kg/cm2 . - Ñöôøng kính coát theùp ³ 12mm vaø boá trí ñeàu chu vi coïc , Duøng ñai f10 a200, ñai xoaén lieân tuïc. - Theo quy phaïm haøm löôïng coát theùp trong coïc khoan nhoài m ³ 0,4¸0,65% (theo TCXD 205 : 1998 ) ta laáy mmin = 0.5% => Dieän tích coát theùp Fa = x 0.5% = x 0.5% = 25.12 cm2 => Coát theùp trong coïc duøng 8f20 (Fa = 25.136cm2) II) XAÙC ÑÒNG SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA COÏC : II.1. Söùc chòu taûi cuûa coïc theo ñieàu kieän vaät lieäu : Söùc chòu taûi tính toaùn cuûa coïc theo ñieàu kieän vaät lieäu ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc : Qu = QVL = ( RuAp + RanAa ) Trong ñoù · Ru : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa beâ toâng coïc nhoài ñöôïc xaùc ñònh nhö sau : Ñoái vôùi coïc ñoå beâ toâng trong dung dòch seùt : nhöng khoâng lôùn hôn 60 kg/cm2 Vôùi R – Maùc thieát keá cuûa beâ toâng coïc laø 300 kg/cm2 => > 60 kg/cm2 => neân laáy Ru = 60 kg/cm2 Aa : Dieän tích tieát dieän ngang cuûa coát theùp doïc truïc (Aa = 25.136 cm2) Ap : Dieän tích tieát dieän coïc =>Ap = Ac - Aa = 5024 – 25.136 = 4998.864cm² Ran : Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa coát theùp, khi theùp nhoû hôn f28mm thì : Ran = nhöng khoâng lôùn hôn 2200 kg/cm2 RC : giôùi haïn chaûy cuûa coát theùp, vôùi theùp CII laáy RC = 3000 kg/cm2 Þ kg/cm2 =>Vaäy khaû naêng chòu löïc cuûa coïc theo vaät lieäu : QVL = 60 x 4998.864 + 2000 x 25.136 = 350203.84kg = 350.204 T II.2. Söùc chòu taûi cuûa coïc theo chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát neàn : Ta coù coâng thöùc xaùc ñònh söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc theo ñaát neàn A.1a phuï luïc A TCXD - 205 :1998 Trong ñoù: ktc : Heä soá ñoä tin caäy laáy baèng 1,4 döïa treân quy phaïm Qa : Söùc chòu taûi cuûa ñaát neàn Qtc = m x( mR x qpx Ap+ U x å mf x fsi x li) Vôùi qp : cöôøng ñoä tính toaùn chòu taûi cuûa ñaát ôû muõi coïc. m : Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coïc trong ñaát, laáy baèng 1.0 mR,mf : Heä soá laøm vieäc cuûa ñaát ôû muõi coïc vaø ôû maët xung quanh coù keå ñeán phöông phaùp haï coïc ( tra baûng A.5 trang 58,59 TCXD – 205 : 1998) => mf = 0.6 ; mR = 1.0(haï coïc baèng caùch ñoå beâ toâng coù bentonite) Ap : Dieän tích tieát dieän ngang chaân coïc Ap = = = 0,5024 m2 U : Chu vi tieát dieän ngang coïc => u = p x d = 3,14 x 0,8 = 2,512 m li : Chieàu daøy lôùp ñaát thöù i tieáp xuùc vôùi maët beân cuûa coïc * Xaùc ñònh cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát qp (T/m2) theo TCXD 205-1998 : qp = 0,75 x b x (g’I x dp x A0k + a x gI x L x B0k ) Trong ñoù : g’I : Trò tính toaùn cuûa troïng löôïng theå tích ñaát ôû phía döôùi muõi coïc (g’I = 1.03T/m3) g I : Trò tính toaùn trung bình cuûa troïng löôïng theå tích ñaát ôû phía treân muõi coïc g I = » 2 T/m3 a , b , , laø heä soá khoâng thöù nguyeân tra baûng A.6 trang 60 TCXD 205 : 1998 phuï thuoäc vaøo goùc ma saùt trong j vaø Vôùi j = 28.140 tra baûng A.6 => a = 0,568 ; b = 0,288 ; A0k = 20.87 ; B0k = 39.17 qp= 0,75 x 0,288 x(1.03 x 0,8 x 20.87 + 0,568 x 2 x 28.7 x 39.17) = 279.561 T/m2 fsi : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa lôùp ñaát thöù i theo maët xung quanh coïc (tra baûng A.2 : TCXD 205-1998 ) Xaùc ñònh li , fsi baèng caùch chia caùc lôùp ñaát ra thaønh caùc phaân toá ñoàng chaát , coù chieàu daøy 2.0 m , nhö hình veõ : Caùc giaù trò tra Baûng A.2 TCXD – 205 : 1998 (Trang 55) Lôùp ñaát STT Ñoä seät (B) Z(m) fi(T/m2) li(m) fixli(T/m) Seùt pha deûo cöùng z1 0.33 5.1 3.69 1.5 5.535 z2 0.33 6.6 3.93 1.5 5.895 z3 0.33 7.925 4.063 1.15 4.672 Caùt pha deûo z4 0.41 9.5 3.305 2 6.61 z5 0.41 11.5 3.441 2 6.882 z6 0.41 13.5 3.589 2 7.178 z7 0.41 15.15 3.709 1.3 4.822 Seùt pha deûo cöùng z8 0.45 16.8 3.39 2 6.78 z9 0.45 18.8 3.49 2 6.98 z10 0.45 20.8 3.59 2 7.18 z11 0.45 22.4 3.67 1.2 4.404 z12 0.45 23.5 3.725 1 3.725 Caùt chaët vöøa z13 - 25.0 8.6 2 17.2 z14 - 27.0 8.88 2 17.76 z15 - 29.0 9.16 2 18.32 z16 - 30.925 9.43 1.85 17.445 Toång coäng = 141.388 Vaäy söùc chòu taûi cuûa ñaát neàn laø : Qtc = m x ( mR x qpx Ap+ U x å mf x fi x li) = 1.0 x (1.0 x 279.561 x 0.5024 + 2.512 x 0.6 x 141.388) = 353.55(T) Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc theo tính chaát cô lyù cuûa ñaát neàn : II.3. Söùc chòu taûi cuûa coïc theo chæ tieâu cöôøng ñoä ñaát neàn (TCXD205 – 1998 ) : Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc ñöôïc tính theo coâng thöùc : Trong ñoù : FSS : Heä soá an toaøn cho thaønh phaàn ma saùt beân = 1.5 ¸ 2 (laáy 1.5) FSp : Heä soá an toaøn cho söùc choáng döôùi muõi coïc = 2 ¸ 3 (laáy 2.5) Ap : Dieän tích tieát dieän ngang muõi coïc Ap = 0.5024 (m2) qp : Cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát döôùi muõi coïc Vôùi qp = c x Nc + x Nq + g x dp x Ng (theo TCXD 205 : 1998 ) : ÖÙng suaát höõu hieäu theo phöông thaúng ñöùng taïi ñoä saâu muõi coïc do troïng löôïng baûn thaân ñaát =>= SgIhi =1.2x0.74 + 4.15x1.1 + 7.3x1.08 + 8.2x0.96 + 7.85x1.03 = 29.294(T/m2) g : Dung troïng ñaåy noåi cuûa ñaát ôû ñoä saâu muõi coïc ( g ñn= 1.03T/m3) c : Löïc dính cuûa lôùp ñaát döôùi muõi coïc ( c = 0.49 T/m2) Nc, Nq, Ng : Heä soá söùc chòu taûi phuï thuoäc vaøo goùc ma saùt cuûa ñaát j (tra theo baûng 3.5 “Giaù trò caùc heä soá söùc chòu taûi cuûa Terzaghi”, trang 174, saùch Neàn Moùng cuûa Chaâu Ngoïc AÅn) j = 28014’ tra baûng ta coù : Nc = 32 Nq = 18 Ng = 16 dp : Ñöôøng kính muõi coïc (dp = 0.8 m) => qp = 0.49 x 32 + 29.294 x 18 + 1.03 x 0.8 x 16 = 556.156 (T/m2) As : Dieän tích xung quanh cuûa coïc tieáp giaùp vôùi ñaát fs : Ma saùt beân taùc duïng leân coïc =>Vaäy : u : Chu vi maët caét ngang coïc ( u = 2.512 m ) li : Chieàu cao lôùp ñaát thöù i fi= s x tgja = ca + stbvi x tgja (trang 212 , saùch Neàn Moùng cuûa Chaâu Ngoïc AÅn ) ca : Löïc dính giöõa thaân coïc vaø ñaát (T/m2) ,vôùi coïc BTCT ca = c ja : Goùc ma saùt giöõa coïc vaø ñaát, coïc BTCT laáy ja = j s : ÖÙng suaát höõu hieäu theo phöông vuoâng goùc vôùi maët beân coïc stbvi : ÖÙng suaát trung bình do troïng löôïng baûn thaân gaây ra Lôùp ñaát C (T/m2) j sinj tgj stbvi (T/m2) fi (T/m2) li (m) fixli (T/m) 2 2.47 14°5 0.250 0.259 1.71 2.91 4.15 12.07 3 1.02 20°7 0.353 0.378 5.50 3.10 7.3 22.63 4 2.02 12°31 0.213 0.218 12.89 4.83 8.2 39.61 5 0.49 28°14 0.472 0.535 12.86 7.37 7.85 57.85 Toång coäng 132.16 Trong ñoù : Lôùp ñaát 2 : stbv2 = (1 - sinj2) x 0.5 x g2 x l2 Lôùp ñaát 3 : stbv3 = (1 - sinj3) x (0.5 x g3 x l3 + g2 x l2) Lôùp ñaát 4 : stbv4 = (1 - sinj4) x (0.5 x g4 x l4 + g2 x l2 + g3 x l3) Lôùp ñaát 5 : stbv5 = (1 - sinj5) x (0.5 x g5 x l5 + g2 x l2 + g3 x l3 + g4 x l4) Suy ra : = 2.512 x 132.16 = 331.986(T) Söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc theo chæ tieâu cöôøng ñoä ñaát neàn laø : = So saùnh caùc tröôøng hôïp söùc chòu taûi cho pheùp ta coù : Qa = min (Pvl ; Pd ; PBdn ) = min [ 350.204(T) ; 252.54(T) ; 333.089(T) ] Laáy Qa = PBdn = 252.54 (T) III) TÍNH TOAÙN CAÙC MOÙNG : III.1. Tính toaùn moùng M1 : (Vò trí moùng A–8 ; D–8) - Taûi troïng taùc duïng xuoáng moùng M1, noäi löïc tính toaùn ñöôïc xaùc ñònh töø keát quaû giaûi khung truïc 8. - Noäi löïc tính toaùn = Noäi löïc tieâu chuaån x 1.15 Teân moùng Noäi löïc Taûi Tính Toaùn Taûi Tieâu Chuaån Moùng M1 Truïc (A–8, D–8) Nmax (T) 339.16 294.92 Qmax (T) 10.07 8.76 Mmax (Tm) 21.67 18.84 III.1.1. Xaùc ñònh sô boä kích thöôùc ñaøi coïc : Khoaûng caùch giöõa caùc coïc trong ñaøi laø : a ≥ 3d = 3 x 0.8 = 2.4 m Aùp löïc tính toaùn giaû ñònh taùc duïng leân ñeá ñaøi do phaûn löïc ñaàu coïc gaây ra : Ptt = = = 43.48(T/m2) Dieän tích sô boä ñeá ñaøi: Fñ = = = 8.3m2 Trong ñoù : gtb = 2 T/m3 Dung troïng trung bình cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi Hñ = 1.2m chieàu saâu choân ñaøi Troïng löôïng cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi: Nttñ = n x Fñ x hñ x g = 1.1 x 8.3 x 2 x 1.2 = 21.912(T) Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ñeán coát ñeá ñaøi: Ntt = Ntt0 + Nttñ = 339.16 + 21.912 = 361.072(T) IV.1.2. Xaùc ñònh soá löôïng coïc : - Soá löôïng coïc sô boä: nc ³ k = 1.4 x = 2.0coïc Trong ñoù : k laø heä soá xeùt ñeán aûnh höôûng Moment taùc ñoäng leân moùng coïc , giaù trò laáy töø 1-1.5 tuyø vaøo giaù trò Moment ( saùch Neàn Moùng cuûa Chaâu Ngoïc AÅn ) => Choïn soá löôïng coïc sô boä nc = 4 coïc Trong phöông phaùp tính toaùn theo moùng khoái qui öôùc nhö trong caùc qui phaïm Vieät Nam , thì vieäc tính toaùn hieäu öùng nhoùm khoâng caàn thieát vì hieäu öùng naøy ñaõ ñöôïc xem xeùt trong hoaït ñoäng chung cuûa caùc coïc vaø ñaát trong moùng khoái qui öôùc * Boá trí ñaøi coïc moùng M1 nhö hình veõ : III.1.3. Caáu taïo vaø tính toaùn ñaøi coïc : - Chieàu daøi coïc ngaøm vaøo ñaøi : h1 = 0.15 (m) - Chieàu cao cuûa ñaøi coïc laø : hñ = 1.2 (m) - Choïn sô boä : h0 = hñ – h1 = 1.2 - 0.15 = 1.05(m) * Kieåm tra ñieàu kieän choïc thuûng cuûa ñaøi coïc , thaùp choïc thuûng nhö hình veõ sau : Vaäy thaùp choïc thuûng bao phuû leân caùc ñaàu coïc ñaûm baûo ñieàu kieän choïc thuûng cuûa ñaøi * Töø vieäc boá trí coïc ta xaùc ñònh ñöôïc dieän tích ñeá ñaøi thöïc teá laø: m2 * Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ñeán coát ñaùy ñaøi: Ntt = Ntt0 + Nttñ = 339.16 + 25.582 = 364.742(T) * Moment tính toaùn xaùc ñònh töông öùng vôùi troïng taâm tieát dieän caùc coïc taïi ñeá ñaøi: Mtt = Mtt0 + Qtt0 x h* = 21.67 + 10.07 x 1.2 = 33.754 Tm (h* laø chieàu cao tính toaùn ñöôïc tính töø cao trình saøn taàng haàm ñeán ñaùy ñaøi ) * Taûi truyeàn xuoáng caùc coïc daõy bieân: = Trong ñoù : xmax = 1.2m nc = 4 Vaäy ta coù : Pmax = 91.19 + 7.03 = 98.22 (T) Pmax + Pc = 98.22 + 37.99 = 136.21 (T) < Qa = 252.54 (T) => Thoûa maõn ñieàu kieän taûi truyeàn xuoáng coïc daõy bieân. Pmin = 91.19 – 7.032 = 84.16 (T) > 0 => Khoâng phaûi kieåm tra theo ñieàu kieän choáng nhoå. Ptb = 91.19 (T) * Toùm laïi : Ñieàu kieän chòu taûi cuûa moùng coïc ñöôïc kieåm tra thoaõ maõn , moùng laøm vieäc trong ñieàu kieän an toaøn . III.1.4. Kieåm tra oån ñònh cuûa neàn naèm döôùi moùng khoái qui öôùc : * Xaùc ñònh kích thöôùc khoái moùng qui öôùc : Goùc ma saùt trong trung bình: jtctb = = = = 19.3860 αtb = = tg αtb = tg 4.8460 = 0.0848 Chieàu daøi cuûa ñaùy moùng khoái quy öôùc : Lm = l + 2 x Lc x tgαtb = 3.2 + 2 x 27.5 x 0.0848 = 7.864(m) Vôùi l – khoaûng caùch giöõa hai meùp ngoaøi cuûa coïc theo phöông l l = 2.4 + 2 x = 3.2m Beà roäng cuûa khoái moùng quy öôùc: Bm = b + 2 x Lc x tgαtb = 2.4 + 2 x 27.5 x 0.0848 = 7.064(m) b – khoaûng caùch giöõa hai meùp ngoaøi cuûa coïc theo phöông b b = 1.6 + 2 x = 2.4m Lc chieàu daøi cuûa coïc tính töø ñaùy ñaøi ñeán muõi coïc (Lc = 27.5m) Þ Fm = Bm x Lm = 7.064 x 7.864 = 55.55 (m2) * Xaùc ñònh troïng löôïng cuûa khoái moùng quy öôùc: Troïng löôïng ñaát phuû treân ñaøi ñöôïc tính töø ñaùy ñaøi trôû leân : N1 = n x Fm x gtb x hm = 1.1 x 55.55 x 2 x 1.2 = 146.652 (T) Troïng löôïng coïc 0,8m daøi 27.5(m) N2 = n x nc x Fc x Lc x gbt =1.1 x 4 x 0.5024 x 27.5 x 2.5 = 151.976 (T) Troïng löôïng ñaát ñaùy ñaøi trôû xuoáng ñeán muõi coïc N3 = n x Fm xgi x hi = 1.1 x 55.55 x(1.1 x 4.15 + 1.08 x 7.3 + 0.96 x 8.2 + 1.03 x7.85) = 1735.78 (T) Troïng löôïng moùng khoái quy öôùc : Nm= N1 + N2 + N3 = 146.652 + 151.976 + 1735.78 = 2034.408(T) * Troïng löôïng theå tích trung bình cuûa caùc lôùp ñaát keå töø muõi coïc trôû leân = = 1.276 (T/m3) Trong ñoù : hm laø chieàu cao moùng khoái quy öôùc , töø maët saøn taàng haàm ñeán muõi coïc hm = Hm + Lc = 1.2 + 27.5 = 28.7 (m) * Noäi löïc tieâu chuaån gaây ra taïi ñaùy moùng khoái quy öôùc : Ntc = Ntc0 + Nm /n = 294.92 + 2034.408 /1.1 = 2144.382 (T) Mtc = Mtc0 + Qtc0 x (Lc + Hm - 0.5) = 18.84 + 8.76 x (27.5 + 1.2 - 0.5) = 265.872 (Tm) * Aùp löïc tieâu chuaån ôû ñaùy khoái moùng quy öôùc : Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa ñaát ôû ñaùy khoái moùng quy öôùc : Rtc = Trong ñoù: m1 = 1.2 : Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát neàn m2 = 1.0 : Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa nhaø coù taùc duïng qua laïi vôùi neàn; coâng trình khoâng thuoäc loaïi tuyeät ñoái cöùng Ktc = 1 Heä soá tin caäy laáy theo soá lieäu thí nghieäm tröïc tieáp ñoái vôùi ñaát (Tra baûng 2.2 , trang 65 , saùch “Neàn vaø Moùng caùc coâng trình daân duïng vaø coâng nghieäp” cuûa GS.TS. Nguyeãn Vaên Quaûng) jII : Goùc ma saùt trong lôùp ñaát döôùi ñaùy moùng khoái quy öôùc (jII = 28.140) (Tra baûng 2-1 trang 64 saùch “Neàn Vaø Moùng caùc coâng trình daân duïng vaø coâng nghieäp” cuûa “GSTS. Nguyeãn Vaên Quaûng”) vaø noäi suy : => A = 0.98 ; B = 4.93 ; D = 7.40 gII : Trò tính toaùn thöù hai trung bình cuûa lôùp ñaát naèm tröïc tieáp döôùi ñeá moùng g’II : Trò tính toaùn thöù hai trung bình cuûa troïng löôïng theå tích . => gII = 1.03 (T/m3) ; g’II = gtb = 1.276(T/m3) CII : Löïc dính ñôn vò lôùp ñaát döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc (CII = 0.49 T/m2) hm : Chieàu cao moùng khoái qui öôùc (hm = 22.7 m) Rtc = = 191.3 (T/m2) Vaäy : 1.2 x Rtc = 1.2 x 191.3 = 229.56 (T/m2) * ÖÙng suaát trung bình thöïc teá döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc : stctb = = = 38.603 (T/m2) Neân ta coù : stctb = 38.603 (T/m2) < Rtc = 191.3 (T/m2) * ÖÙng suaát cöïc ñaïi vaø cöïc tieåu döôùi ñaùy moùng qui öôùc : stcmax, min = = Trong ñoù : Wm = (m3) Vaäy : stcmax = 38.603 + 3.652 = 42.255 (T/m2) < 1.2 x Rtc = 229.56 (T/m2) stcmin = 38.603 - 3.652 = 34.951 (T/m2) > 0 stctb = 38.603 (T/m2) < Rtc = 191.3 (T/m2) => Thoõa maõn ñieàu kieän. Vaäy neàn ñaát döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc oån ñònh, coù theå tính toaùn ñoä luùn döôùi moùng coïc theo neàn bieán daïng ñaøn hoài tuyeán tính III.1.5. Kieåm tra ñoä luùn cuûa moùng : Duøng phöông phaùp phaân taàng coäng luùn : Trong ñoù : Tính luùn cho moùng khoái qui öôùc Fm = Am x Bm = 7.864 x 7.064 = 55.55 m2 Aùp löïc baûn thaân taïi muõi coïc : σbt = = 1.276 x 28.7 = 36.621 (T/m2) Aùp löïc gaây luùn taïi taâm dieän tích ñaùy moùng khoái qui öôùc : P0 = sgl = stctb - σbt = 38.603 – 36.621 = 1.982 (T/m2) Taïi giöõa moãi lôùp ñaát ta xaùc ñònh caùc trò soá : szgl = k0 x P0 : AÙp löïc gaây luùn taïi ñoä saâu z Trò soá k0 tra baûng tra trong baûng 3-7 saùch “HDÑA NEÀN VAØ MOÙNG” öùng vôùi vaø tyû soá = = 1.11 Chia neàn ñaát döôùi moùng khoái qui öôùc thaønh caùc lôùp ñaát coù chieàu daøy : hi = = = 1.413 (m) Ñieåm Ñoä saâu Z(m) k0 szigl (T/m2) sz bt (T/m2) s tb z (T/m2) 0 0 0 1.00 1.982 36.621 * Nhaän xeùt : Taïi ñoä saâu z = 0 m döôùi ñaùy moùng coù: sglZ0 = 1.982 (T/m2) < 0,2 x szbt = 0,2 x 36.621 = 7.324 (T/m2) Modul bieán daïng cuûa lôùp ñaát thöù 5 ñöôïc thoáng keâ trong xöû lí ñòa chaát : E0 = 2670 (T/m2) : heä soá phuï thuoäc vaøo heä soá nôû hoâng µ laáy = 0.8 theo quy phaïm * Ñoä luùn cuûa neàn: S = = x 1.982 x 0 = 0(m) = 0(cm) Þ S = 0 (cm) < Sgh = 8 (cm) ( Thoûa maõn yeâu caàu bieán daïng) III.1.6. Tính toaùn theùp ñaøi moùng M1 : Moùng M1 coù kích thöôùc l x b = 3.6 x 2.8 (m2) , chieàu cao ñaøi hñ = 1.2 (m) Sô ñoà tính toaùn nhö sau : - Tính toaùn vaø boá trí theùp theo 2 phöông. - Khi tính toaùn giaù trò noäi löïc ta xem nhö ñaøi coïc laø thanh ngaøm taïi meùp coät vaø löïc taùc duïng chính laø phaûn löïc ñaàu coïc. - Sô ñoà tính cuûa ñaøi laø moät console ngaøm vaøo coät theo chu vi coät . Ngoaïi löïc laøm ñaøi bò uoán laø nhöõng phaûn löïc ñaàu coïc. § Tính coát theùp ñaøi moùng, moment töông öùng vôùi maët caét I – I : MI = r1 x(P2 + P3) = 0.85 x2 x 98.22 = 166.974 (Tm) Trong ñoù : r1 :laø khoaûng caùch töø truïc coïc thöù i ñeán meùp coät Pi : laø phaûn löïc ñaàu coïc thöù i lôùn nhaát Vôùi: P3 = P6 = Pmax = 98.22 (T) r1 = 1.2– 0.35 = 0.85 (m) Tính toaùn dieän tích coát theùp cho maët caét I - I: h0 = hñ – h1 = 1.2 - 0.15 = 1.05 (m) = 105 (cm) Trong ñoù : h1 laø ñoaïn coïc choân vaøo ñaøi h1 = 0.15 (m) FaI = = = 67.96( cm2) => Choïn 27f18 (Fa= 68.715cm2) + Chieàu daøi moät thanh theùp daøi = 3.6 – 2 x 0.05 =3.5m + Khoaûng caùch caàn boá trí caùc coát theùp daøi 2.7m + Böôùc coát theùp daøi = = 0.103m » 100mm (Vôùi a = a’ = 5cm lôùp beâ toâng baûo veä) =>Nhö vaäy theùp boá trí : 27 f 18 a100 § Tính coát theùp ñaøi moùng, moment töông öùng vôùi maët caét II – II : MII = r2 x(Pmin+ Pmax) = 0.65 x(98.22 + 84.16) = 118.547 (Tm) Trong ñoù : r2 :laø khoaûng caùch töø truïc coïc thöù i ñeán meùp coät Pi : laø phaûn löïc ñaàu coïc thöù i lôùn nhaát Vôùi: Pmax = 98.22 (T) , Pmin = 84.16 (T) r2 = 0.8 – 0.15 = 0.65 (m) Tính toaùn dieän tích coát theùp cho maët caét II - II: h0 = hñ – h1 = 1.2 - 0.15 = 1.05 (m) = 105 (cm) Trong ñoù : h1 laø ñoaïn coïc choân vaøo ñaøi h1 = 0.15 (m) FaI = = = 48.25 ( cm2) => Choïn 19f18 (Fa= 48.355cm2) + Chieàu daøi moät thanh theùp ngaén 2.7m + Khoaûng caùch caàn boá trí caùc coát theùp daøi = 3.6 – 2 x 0.05 =3.5m + Böôùc coát theùp daøi = = 0.194m » 195mm (Vôùi a = a’ = 5cm lôùp beâ toâng baûo veä) =>Nhö vaäy theùp boá trí : 19 f 18 a195 Maët baèng boá trí theùp ñaøi moùng M1 III.1.7. Kieåm tra coïc chòu taûi ngang : - Giaû söû ñaàu coïc ñöôïc ngaøm vaøo ñaøi do ñoù ñaàu coïc chæ chuyeån vò ngang, khoâng coù chuyeån vò xoay. - Moâmen quaùn tính tieát dieän ngang cuûa coïc : J = = ´ 3.14´ 0.84 = 0.02m4 - Ñoä cöùng tieát dieän ngang cuûa coïc: Eb.J = 29 x 105 x 0,02 = 58000 T.m2 = 5.8 x 104 (T.m2) Eb: Moâ ñun ñaøn hoài cuûa beâ toâng, Eb = 290 x 104 (T/m2) - Chieàu roäng quy öôùc bc cuûa coïc : - Theo TCXD 205-1998 d ³ 0.8m bc = d + 1 = 0,8 + 1 = 1,8 m - Heä soá tyû leä k theo coâng thöùc: Cz = k x z - Chieàu daøi aûnh höôûng: lah = 2 x (d +1) = 2 x (0,8 +1) = 3,6 m => coïc naèm trong lôùp ñaát lôùp soá 2. Tra baûng G.1 TCXD 205 : 1998 , trang 72 döïa vaøo ñoä seät B = 0.33 ta ñöôïc giaù trò k1= 468 T/m4 (noäi suy) - Bieåu ñoà bieåu thò ñoä aûnh höôûng cuûa caùc lôùp ñaát trong phaïm vi laøm vieäc ñeán chieàu daøi cuûa caùc lôùp ñaát (xem hình veõ) - Heä soá bieán daïng m - Chieàu daøi tính ñoåi cuûa phaàn coïc trong ñaát : Le = abd.L = 0.429 ´ 28 = 12.012 m - Caùc chuyeån vò dHH, dHM, dMH, dMM cuûa coïc ôû cao trình ñaùy ñaøi do caùc öùng löïc ñôn vò ñaët taïi cao trình ñaùy ñaøi . dHH : chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän (m/T) bôûi Ho = 1 gaây ra dHM : chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän (1/T) bôûi Mo = 1 gaây ra dMH : goùc xoay cuûa tieát dieän (1/T) bôûi Ho = 1 gaây ra dMM : goùc xoay cuûa tieát dieän (1/Tm) bôûi Mo = 1 gaây ra Le = 12.012 m > 4m, coïc töïa leân ñaát , tra baûng G2 TCXD 205 : 1998/74 Þ Ao = 2.441 ; Bo = 1.621 ; Co = 1.751 = 5.33 x 10-4 (m/T) = 1.52 x 10-4 (1/T) = 0.704 x 10-4 (1/Tm) - Löïc caét cuûa coïc taïi cao trình ñaùy ñaøi : Qtt = 10.07 T ( ñoái vôùi 4 coïc) suy ra Hf = = 2.52 T - Vì ñaàu coïc bò ngaøm cöùng vaøo ñaøi döôùi taùc duïng cuûa löïc ngang, treân ñaàu coïc coù xuaát hieän momen goïi laø momen ngaøm . Mf == (L0=0) - Chuyeån vò ngang yo(m) taïi cao trình ñaùy ñaøi: yo = Hf x dHH + Mf x dHM = 2.52 x 5.33 x 10-4 – 5.44 x 1.52 x 10-4 = 5.163x 10-4 m - Chuyeån vò cuûa coïc ôû cao trình ñaët löïc ngang Hf : = y0 = 5.163 x 10-4m = 0.05163cm(L0 = 0, = 0) => Dn < [Sgh] = 1cm thoûa yeâu caàu tính toaùn - Moment uoán Mz (Tm) ñöôïc tính theo coâng thöùc: Mz = abd2E x J x yo x A3 - abd x EJ x yo x B3 + Mf x C3 + x D3 = 5.511 xA3 + (-5.44) xB3 + 5.874 xD3 - Baûng giaù trò caùc heäâ soá tính toaùn cho bieåu ñoà Mz (Tm) vôùi EJ K abd yo yo Mf Hf 5.8E+04 468 0.429 5.163E-04 0 -5.44 2.52 Moâmen uoán Mz (Tm) Ze Z A3 C3 D3 Mz 0 0.000 0 1 0 -5.44 0.2 0.466 -0.001 1 0.2 -4.271 0.4 0.932 -0.011 1 0.4 -3.151 0.6 1.399 -0.036 0.998 0.6 -2.103 0.8 1.865 -0.085 0.992 0.799 -1.172 1 2.331 -0.167 0.975 0.994 -0.386 1.2 2.797 -0.287 0.938 1.183 0.265 1.4 3.263 -0.455 0.866 1.358 0.758 1.6 3.730 -0.676 0.739 1.507 1.107 1.8 4.196 -0.956 0.53 1.612 1.317 2 4.662 -1.295 0.207 1.646 1.406 2.2 5.128 -1.693 -0.271 1.575 1.396 2.4 5.594 -2.141 -0.941 1.352 1.262 2.6 6.061 -2.621 -1.877 0.917 1.153 2.8 6.527 -3.103 -3.108 0.197 0.964 3 6.993 -3.541 -4.688 -0.891 0.755 3.5 8.159 -3.919 -10.34 -5.854 0.266 4 9.324 -1.614 -17.92 -15.08 0.028 III.1.8. Kieåm tra laïi coát theùp ñaõ choïn : 5.44 Tm Dieän tích coát theùp < 68.715cm2 Theùp ban ñaàu choïn laø hôïp lyù . Vò trí caét theùp laø Z = 2/3 ´ 28 = 18.67m => neân ta choïn vò trí caét theùp taïi ñoä saâu Z = 18.67m ( caét theùp theo kinh nghieäm) . III.2. Tính toaùn moùng M2 : (Vò trí moùng B – 8 ; C – 8, coät truïc giöõa ) - Taûi troïng taùc duïng xuoáng moùng M2, noäi löïc tính toaùn ñöôïc xaùc ñònh töø keát quaû giaûi khung truïc 8. - Noäi löïc tính toaùn = Noäi löïc tieâu chuaån x 1.15 Teân moùng Noäi löïc Taûi Tính Toaùn Taûi Tieâu Chuaån Moùng M2 Truïc (B–8, C–8) Nmax (T) 726.55 631.78 Qmax (T) 15.28 13.29 Mmax (Tm) 37.78 32.85 III.2.1. Xaùc ñònh sô boä kích thöôùc ñaøi coïc : Khoaûng caùch giöõa caùc coïc trong ñaøi laø : a ≥ 3d = 3 x 0.8 = 2.4 m Aùp löïc tính toaùn giaû ñònh taùc duïng leân ñeá ñaøi do phaûn löïc ñaàu coïc gaây ra : Ptt = = = 43.48(T/m2) Dieän tích sô boä ñeá ñaøi: Fñ = = = 17.8 m2 Trong ñoù : gtb = 2 T/m3 Dung troïng trung bình cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi Hñ = 1.5 m chieàu saâu choân ñaøi Troïng löôïng cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi: Nttñ = n x Fñ x hñ x g = 1.1 x 17.8 x 2 x 1.2 = 46.992(T) Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ñeán coát ñeá ñaøi: Ntt = Ntt0 + Nttñ = 726.55 + 46.992 = 773.542(T) IV.2.2. Xaùc ñònh soá löôïng coïc : - Soá löôïng coïc sô boä: nc ³ k = 1.4 x = 4.29 coïc Trong ñoù : k laø heä soá xeùt ñeán aûnh höôûng Moment taùc ñoäng leân moùng coïc , giaù trò laáy töø 1-1.5 tuyø vaøo giaù trò Moment ( saùch Neàn Moùng cuûa Chaâu Ngoïc AÅn ) => Choïn soá löôïng coïc sô boä nc = 5 coïc Trong phöông phaùp tính toaùn theo moùng khoái qui öôùc nhö trong caùc qui phaïm Vieät Nam , thì vieäc tính toaùn hieäu öùng nhoùm khoâng caàn thieát vì hieäu öùng naøy ñaõ ñöôïc xem xeùt trong hoaït ñoäng chung cuûa caùc coïc vaø ñaát trong moùng khoái qui öôùc * Boá trí ñaøi coïc moùng M2 nhö hình veõ : III.2.3. Caáu taïo vaø tính toaùn ñaøi coïc : - Chieàu daøi coïc ngaøm vaøo ñaøi : h1 = 0.15 (m) - Chieàu cao cuûa ñaøi coïc laø : hñ = 1.5 (m) - Choïn sô boä : h0 = hñ – h1 = 1.5 - 0.15 = 1.35(m) * Töø vieäc boá trí coïc ta xaùc ñònh ñöôïc dieän tích ñeá ñaøi thöïc teá laø: m2 * Troïng löôïng cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi: Nttñ = n x Fñ x hñ x g = 1.1 x 17.92 x 2 x 1.5 = 59.136(T) * Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ñeán coát ñaùy ñaøi: Ntt = Ntt0 + Nttñ = 726.55 + 59.136 = 785.868 (T) * Moment tính toaùn xaùc ñònh töông öùng vôùi troïng taâm tieát dieän caùc coïc taïi ñeá ñaøi: Mtt = Mtt0 + Qtt0 x h* = 37.78 + 15.28 x 1.2 = 56.116 Tm (h* laø chieàu cao tính toaùn ñöôïc tính töø cao trình saøn taàng haàm ñeán ñaùy ñaøi ) * Taûi truyeàn xuoáng caùc coïc daõy bieân: = Trong ñoù : xmax = 2.0m nc = 5 Vaäy ta coù : Pmax = 157.14 + 7.012 = 164.152 (T) Pmax + Pc = 164.152 +37.994 = 202.146 (T) < Qa = 252.54 (T) => Thoûa maõn ñieàu kieän taûi truyeàn xuoáng coïc daõy bieân. Pmin = 157.14 – 7.012 = 150.128 (T) > 0 => Khoâng phaûi kieåm tra theo ñieàu kieän choáng nhoå. Ptb = 157.14 (T) * Toùm laïi : Ñieàu kieän chòu taûi cuûa moùng coïc ñöôïc kieåm tra thoaõ maõn , moùng laøm vieäc trong ñieàu kieän an toaøn . * Kieåm tra ñieàu kieän choïc thuûng cuûa ñaøi coïc , thaùp choïc thuûng nhö hình veõ sau : Kieåm tra ñieàu kieän choïc thuûng: T cm kg = 789.750 T Vaäy T < T =>Ñaøi coïc khoâng bò choïc thuûng. III.2.4. Kieåm tra oån ñònh cuûa neàn naèm döôùi moùng khoái qui öôùc : * Xaùc ñònh kích thöôùc khoái moùng qui öôùc : Goùc ma saùt trong trung bình: jtctb = = = = 19.440 αtb = = tg αtb = tg 4.860 = 0.085 Chieàu daøi cuûa ñaùy moùng khoái quy öôùc : Lm = l + 2 x Lc x tgαtb = 4.8 + 2 x 27.2 x 0.085 = 9.424 (m) Vôùi l – khoaûng caùch giöõa hai meùp ngoaøi cuûa coïc theo phöông l l = 4.0 + 2 x = 4.8m Beà roäng cuûa khoái moùng quy öôùc: Bm = b + 2 x Lc x tgαtb = 2.4 + 2 x 27.2 x 0.085 = 7.024(m) b – khoaûng caùch giöõa hai meùp ngoaøi cuûa coïc theo phöông b b = 1.6 + 2 x = 2.4m Lc chieàu daøi cuûa coïc tính töø ñaùy ñaøi ñeán muõi coïc (Lc = 27.2m) Þ Fm = Bm x Lm = 7.024 x 9.424 = 66.19 (m2) * Xaùc ñònh troïng löôïng cuûa khoái moùng quy öôùc: Troïng löôïng ñaát phuû treân ñaøi ñöôïc tính töø ñaùy ñaøi trôû leân : N1 = n x Fm x gtb x hm = 1.1 x 66.19 x 2 x 1.2 = 174.742 (T) Troïng löôïng coïc 0,8m daøi 27.5(m) N2 = n x nc x Fc x Lc x gbt =1.1 x 5 x 0.5024 x 27.2 x 2.5 = 187.9 (T) Troïng löôïng ñaát ñaùy ñaøi trôû xuoáng ñeán muõi coïc N3 = n x Fm xgi x hi = 1.1 x 66.19 x(1.1 x 3.85 + 1.08 x 7.3 + 0.96 x 8.2 + 1.03 x7.85) = 2044.22 (T) Troïng löôïng moùng khoái quy öôùc : Nm= N1 + N2 + N3 = 174.742 + 187.9 + 2044.22 = 2406.862(T) * Troïng löôïng theå tích trung bình cuûa caùc lôùp ñaát keå töø muõi coïc trôû leân = = 1.267 (T/m3) Trong ñoù : hm laø chieàu cao moùng khoái quy öôùc , töø maët saøn taàng haàm ñeán muõi coïc hm = Hm + Lc = 1.5 + 27.2 = 28.7 (m) * Noäi löïc tieâu chuaån gaây ra taïi ñaùy moùng khoái quy öôùc : Ntc = Ntc0 + Nm /n = 631.78 + 2406.862 /1.1 = 2819.84 (T) Mtc = Mtc0 + Qtc0 x (Lc + Hm - 0.5) = 32.85 + 13.29 x (27.2 + 1.2 - 0.5) = 407.628 (Tm) * Aùp löïc tieâu chuaån ôû ñaùy khoái moùng quy öôùc : Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa ñaát ôû ñaùy khoái moùng quy öôùc : Rtc = Trong ñoù: m1 = 1.2 : Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát neàn m2 = 1.0 : Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa nhaø coù taùc duïng qua laïi vôùi neàn; coâng trình khoâng thuoäc loaïi tuyeät ñoái cöùng Ktc = 1 Heä soá tin caäy laáy theo soá lieäu thí nghieäm tröïc tieáp ñoái vôùi ñaát (Tra baûng 2.2 , trang 65 , saùch “Neàn vaø Moùng caùc coâng trình daân duïng vaø coâng nghieäp” cuûa GS.TS. Nguyeãn Vaên Quaûng) jII : Goùc ma saùt trong lôùp ñaát döôùi ñaùy moùng khoái quy öôùc (jII = 28.140) (Tra baûng 2-1 trang 64 saùch “Neàn Vaø Moùng caùc coâng trình daân duïng vaø coâng nghieäp” cuûa “GSTS. Nguyeãn Vaên Quaûng”) vaø noäi suy : => A = 0.98 ; B = 4.93 ; D = 7.40 gII : Trò tính toaùn thöù hai trung bình cuûa lôùp ñaát naèm tröïc tieáp döôùi ñeá moùng g’II : Trò tính toaùn thöù hai trung bình cuûa troïng löôïng theå tích . => gII = 1.03 (T/m3) ; g’II = gtb = 1.267(T/m3) CII : Löïc dính ñôn vò lôùp ñaát döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc (CII = 0.49 T/m2) hm : Chieàu cao moùng khoái qui öôùc (hm = 22.7 m) Rtc = = 225.73 (T/m2) Vaäy : 1.2 x Rtc = 1.2 x 225.73 = 270.876 (T/m2) * ÖÙng suaát trung bình thöïc teá döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc : stctb = = = 42.6 (T/m2) Neân ta coù : stctb = 42.6 (T/m2) < Rtc = 225.73 (T/m2) * ÖÙng suaát cöïc ñaïi vaø cöïc tieåu döôùi ñaùy moùng qui öôùc : stcmax, min = = Trong ñoù : Wm = (m3) Vaäy : stcmax = 42.6 + 3.92 = 46.52 (T/m2) < 1.2 x Rtc = 270.876 (T/m2) stcmin = 42.6 - 3.92 = 38.68 (T/m2) > 0 stctb = 42.6 (T/m2) < Rtc = 225.73 (T/m2) => Thoõa maõn ñieàu kieän. Vaäy neàn ñaát döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc oån ñònh, coù theå tính toaùn ñoä luùn döôùi moùng coïc theo neàn bieán daïng ñaøn hoài tuyeán tính III.2.5. Kieåm tra ñoä luùn cuûa moùng : Duøng phöông phaùp phaân taàng coäng luùn : Trong ñoù : Tính luùn cho moùng khoái qui öôùc Fm = Am x Bm = 7.864 x 7.064 = 55.55 m2 Aùp löïc baûn thaân taïi muõi coïc : σbt = = 1.267 x 28.4 = 35.983 (T/m2) Aùp löïc gaây luùn taïi taâm dieän tích ñaùy moùng khoái qui öôùc : P0 = sgl = stctb - σbt = 42.6 – 35.983 = 6.617 (T/m2) Taïi giöõa moãi lôùp ñaát ta xaùc ñònh caùc trò soá : szgl = k0 x P0 : AÙp löïc gaây luùn taïi ñoä saâu z Trò soá k0 tra baûng tra trong baûng 3-7 saùch “HDÑA NEÀN VAØ MOÙNG” öùng vôùi vaø tyû soá = = 1.342 Chia neàn ñaát döôùi moùng khoái qui öôùc thaønh caùc lôùp ñaát coù chieàu daøy : hi = = = 1.405 (m) Ñieåm Ñoä saâu Z(m) k0 szigl (T/m2) sz bt (T/m2) s tb z (T/m2) 0 0 0 1.00 6.617 35.983 * Nhaän xeùt : Taïi ñoä saâu z = 0 m döôùi ñaùy moùng coù: sglZ0 = 6.617 (T/m2) < 0,2 x szbt = 0,2 x 35.983 = 7.197 (T/m2) Modul bieán daïng cuûa lôùp ñaát thöù 5 ñöôïc thoáng keâ trong xöû lí ñòa chaát : E0 = 2670 (T/m2) : heä soá phuï thuoäc vaøo heä soá nôû hoâng µ laáy = 0.8 theo quy phaïm * Ñoä luùn cuûa neàn: S = = x 6.617 x 0 = 0(m) = 0(cm) Þ S = 0 (cm) < Sgh = 8 (cm) ( Thoûa maõn yeâu caàu bieán daïng) III.2.6. Tính toaùn theùp ñaøi moùng M2 : Moùng M2 coù kích thöôùc l x b = 5.6 x 3.2 (m2) , chieàu cao ñaøi hñ = 1.2 (m) Sô ñoà tính toaùn nhö sau : - Tính toaùn vaø boá trí theùp theo 2 phöông. - Khi tính toaùn giaù trò noäi löïc ta xem nhö ñaøi coïc laø thanh ngaøm taïi meùp coät vaø löïc taùc duïng chính laø phaûn löïc ñaàu coïc. - Sô ñoà tính cuûa ñaøi laø moät console ngaøm vaøo coät theo chu vi coät . Ngoaïi löïc laøm ñaøi bò uoán laø nhöõng phaûn löïc ñaàu coïc. § Tính coát theùp ñaøi moùng, moment töông öùng vôùi maët caét I – I : MI = r1 x(P2 + P5) = 1.6 x2 x 164.152 = 525.286 (Tm) Trong ñoù : r1 :laø khoaûng caùch töø truïc coïc thöù i ñeán meùp coät Pi : laø phaûn löïc ñaàu coïc thöù i lôùn nhaát Vôùi: P2 = P5 = Pmax = 164.152 (T) r1 = 2.0– 0.4 = 1.6 (m) Tính toaùn dieän tích coát theùp cho maët caét I - I: h0 = hñ – h1 = 1.5 - 0.15 = 1.35 (m) = 135 (cm) Trong ñoù : h1 laø ñoaïn coïc choân vaøo ñaøi h1 = 0.15 (m) FaI = = = 166.28( cm2) => Choïn 32f25 (Fa= 157.088cm2) + Chieàu daøi moät thanh theùp daøi = 5.6 – 2 x 0.05 = 5.5m + Khoaûng caùch caàn boá trí caùc coát theùp daøi 3.1m + Böôùc coát theùp daøi = = 0.10m » 100mm (Vôùi a = a’ = 5cm lôùp beâ toâng baûo veä) =>Nhö vaäy theùp boá trí : 32 f 25 a100 § Tính coát theùp ñaøi moùng, moment töông öùng vôùi maët caét II – II : MII = r2 x(Pmin+ Pmax) = 1.4 x(150.128 + 164.152) = 439.992 (Tm) Trong ñoù : r2 :laø khoaûng caùch töø truïc coïc thöù i ñeán meùp coät Pi : laø phaûn löïc ñaàu coïc thöù i lôùn nhaát Vôùi: Pmax = 164.152(T) , Pmin = 150.128 (T) r2 = 1.6 – 0.2 = 1.4 (m) Tính toaùn dieän tích coát theùp cho maët caét II - II: h0 = hñ – h1 = 1.5 - 0.15 = 1.35 (m) = 135 (cm) Trong ñoù : h1 laø ñoaïn coïc choân vaøo ñaøi h1 = 0.15 (m) FaI = = = 139.28 ( cm2) => Choïn 36f22 (Fa= 136.836cm2) + Chieàu daøi moät thanh theùp ngaén 3.1m + Khoaûng caùch caàn boá trí caùc coát theùp daøi = 5.6 – 2 x 0.05 =5.5m + Böôùc coát theùp daøi = = 0.157m » 160mm (Vôùi a = a’ = 5cm lôùp beâ toâng baûo veä) =>Nhö vaäy theùp boá trí : 36 f 22 a160 Maët baèng boá trí theùp ñaøi moùng M2 III.2.7. Kieåm tra coïc chòu taûi ngang : - Giaû söû ñaàu coïc ñöôïc ngaøm vaøo ñaøi do ñoù ñaàu coïc chæ chuyeån vò ngang, khoâng coù chuyeån vò xoay. - Moâmen quaùn tính tieát dieän ngang cuûa coïc : J = = ´ 3.14´ 0.84 = 0.02m4 - Ñoä cöùng tieát dieän ngang cuûa coïc: Eb.J = 29 x 105 x 0,02 = 58000 T.m2 = 5.8 x 104 (T.m2) Eb: Moâ ñun ñaøn hoài cuûa beâ toâng, Eb = 290 x 104 (T/m2) - Chieàu roäng quy öôùc bc cuûa coïc : - Theo TCXD 205-1998 d ³ 0.8m bc = d + 1 = 0,8 + 1 = 1,8 m - Heä soá tyû leä k theo coâng thöùc: Cz = k x z - Chieàu daøi aûnh höôûng: lah = 2 x (d +1) = 2 x (0,8 +1) = 3,6 m => coïc naèm trong lôùp ñaát lôùp soá 2. Tra baûng G.1 TCXD 205 : 1998 , trang 72 döïa vaøo ñoä seät B = 0.33 ta ñöôïc giaù trò k1= 468 T/m4 (noäi suy) - Bieåu ñoà bieåu thò ñoä aûnh höôûng cuûa caùc lôùp ñaát trong phaïm vi laøm vieäc ñeán chieàu daøi cuûa caùc lôùp ñaát - Heä soá bieán daïng m - Chieàu daøi tính ñoåi cuûa phaàn coïc trong ñaát : Le = abd.L = 0.429 ´ 28 = 12.012 m - Caùc chuyeån vò dHH, dHM, dMH, dMM cuûa coïc ôû cao trình ñaùy ñaøi do caùc öùng löïc ñôn vò ñaët taïi cao trình ñaùy ñaøi . dHH : chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän (m/T) bôûi Ho = 1 gaây ra dHM : chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän (1/T) bôûi Mo = 1 gaây ra dMH : goùc xoay cuûa tieát dieän (1/T) bôûi Ho = 1 gaây ra dMM : goùc xoay cuûa tieát dieän (1/Tm) bôûi Mo = 1 gaây ra Le = 12.012 m > 4m, coïc töïa leân ñaát , tra baûng G2 TCXD 205 : 1998/74 Þ Ao = 2.441 ; Bo = 1.621 ; Co = 1.751 = 5.33 x 10-4 (m/T) = 1.52 x 10-4 (1/T) = 0.704 x 10-4 (1/Tm) - Löïc caét cuûa coïc taïi cao trình ñaùy ñaøi : Qtt = 15.28 T ( ñoái vôùi 5 coïc) suy ra Hf = = 3.056 T - Vì ñaàu coïc bò ngaøm cöùng vaøo ñaøi döôùi taùc duïng cuûa löïc ngang, treân ñaàu coïc coù xuaát hieän momen goïi laø momen ngaøm . Mf == (L0=0) - Chuyeån vò ngang yo(m) taïi cao trình ñaùy ñaøi: yo = Hf x dHH + Mf x dHM = 3.056 x 5.33 x 10-4 – 6.6 x 1.52 x 10-4 = 6.256 x 10-4 m - Chuyeån vò cuûa coïc ôû cao trình ñaët löïc ngang Hf : = y0 = 6.256 x 10-4m = 0.06256cm(L0 = 0, = 0) => Dn < [Sgh] = 1cm thoûa yeâu caàu tính toaùn - Moment uoán Mz (Tm) ñöôïc tính theo coâng thöùc: Mz = abd2E x J x yo x A3 - abd x EJ x yo x B3 + Mf x C3 + x D3 = 6.68 xA3 + (-6.6) xB3 + 7.124 xD3 - Baûng giaù trò caùc heäâ soá tính toaùn cho bieåu ñoà Mz (Tm) vôùi EJ K abd yo yo Mf Hf 5.8E+04 468 0.429 6.256E-04 0 -6.6 3.056 Moâmen uoán Mz (Tm) Ze Z A3 C3 D3 Mz 0 0.000 0 1 0 -6.60 0.2 0.466 -0.001 1 0.2 -5.182 0.4 0.932 -0.011 1 0.4 -3.824 0.6 1.399 -0.036 0.998 0.6 -2.553 0.8 1.865 -0.085 0.992 0.799 -1.423 1 2.331 -0.167 0.975 0.994 -0.469 1.2 2.797 -0.287 0.938 1.183 0.320 1.4 3.263 -0.455 0.866 1.358 0.919 1.6 3.730 -0.676 0.739 1.507 1.343 1.8 4.196 -0.956 0.53 1.612 1.60 2 4.662 -1.295 0.207 1.646 1.709 2.2 5.128 -1.693 -0.271 1.575 1.700 2.4 5.594 -2.141 -0.941 1.352 1.540 2.6 6.061 -2.621 -1.877 0.917 1.413 2.8 6.527 -3.103 -3.108 0.197 1.188 3 6.993 -3.541 -4.688 -0.891 0.939 3.5 8.159 -3.919 -10.34 -5.854 0.361 4 9.324 -1.614 -17.92 -15.08 0.082 III.2.8. Kieåm tra laïi coát theùp ñaõ choïn : 6.6 Tm Dieän tích coát theùp << 136.836cm2 Theùp ban ñaàu choïn laø hôïp lyù . Vò trí caét theùp laø Z = 2/3 ´ 28 = 18.67m => neân ta choïn vò trí caét theùp taïi ñoä saâu Z = 18.67m ( caét theùp theo kinh nghieäm) . III.3. Tính toaùn moùng M3 : (Vò trí moùng A–1 ; D–1) - Taûi troïng taùc duïng xuoáng moùng M3, noäi löïc tính toaùn ñöôïc xaùc ñònh töø keát quaû giaûi khung truïc 1. - Noäi löïc tính toaùn = Noäi löïc tieâu chuaån x 1.15 Teân moùng Noäi löïc Taûi Tính Toaùn Taûi Tieâu Chuaån Moùng M3 Truïc (A–1, D–1) Nmax (T) 45.62 39.67 Qmax (T) 2.078 1.807 Mmax (Tm) 3.323 2.89 III.3.1. Xaùc ñònh sô boä kích thöôùc ñaøi coïc : Khoaûng caùch giöõa caùc coïc trong ñaøi laø : a ≥ 3d = 3 x 0.8 = 2.4 m Aùp löïc tính toaùn giaû ñònh taùc duïng leân ñeá ñaøi do phaûn löïc ñaàu coïc gaây ra : Ptt = = = 43.48(T/m2) Dieän tích sô boä ñeá ñaøi: Fñ = = = 1.12m2 Trong ñoù : gtb = 2 T/m3 Dung troïng trung bình cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi Hñ = 1.2m chieàu saâu choân ñaøi Troïng löôïng cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi: Nttñ = n x Fñ x hñ x g = 1.1 x 1.12 x 2 x 1.2 = 2.96 (T) Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ñeán coát ñeá ñaøi: Ntt = Ntt0 + Nttñ = 45.62 + 2.96 = 48.58 (T) IV.2.2. Xaùc ñònh soá löôïng coïc : - Soá löôïng coïc sô boä: nc ³ k = 1.4 x = 0.27coïc Trong ñoù : k laø heä soá xeùt ñeán aûnh höôûng Moment taùc ñoäng leân moùng coïc , giaù trò laáy töø 1-1.5 tuyø vaøo giaù trò Moment ( saùch Neàn Moùng cuûa Chaâu Ngoïc AÅn ) => Choïn soá löôïng coïc sô boä nc = 1 coïc Trong phöông phaùp tính toaùn theo moùng khoái qui öôùc nhö trong caùc qui phaïm Vieät Nam , thì vieäc tính toaùn hieäu öùng nhoùm khoâng caàn thieát vì hieäu öùng naøy ñaõ ñöôïc xem xeùt trong hoaït ñoäng chung cuûa caùc coïc vaø ñaát trong moùng khoái qui öôùc * Boá trí ñaøi coïc moùng M3 nhö hình veõ : III.3.3. Caáu taïo vaø tính toaùn ñaøi coïc : - Chieàu daøi coïc ngaøm vaøo ñaøi : h1 = 0.15 (m) - Chieàu cao cuûa ñaøi coïc laø : hñ = 1.2 (m) - Choïn sô boä : h0 = hñ – h1 = 1.2 - 0.15 = 1.05(m) * Töø vieäc boá trí coïc ta xaùc ñònh ñöôïc dieän tích ñeá ñaøi thöïc teá laø: m2 * Troïng löôïng cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi: Nttñ = n x Fñ x hñ x g = 1.1 x 1.44 x 2 x 1.2 = 3.8 (T) * Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ñeán coát ñaùy ñaøi: Ntt = Ntt0 + Nttñ = 36.22 + 3.8 = 40.02(T) * Moment tính toaùn xaùc ñònh töông öùng vôùi troïng taâm tieát dieän caùc coïc taïi ñeá ñaøi: Mtt = Mtt0 + Qtt0 x h* = 1.04 + 0.84 x 1.2 = 2.048 Tm (h* laø chieàu cao tính toaùn ñöôïc tính töø cao trình saøn taàng haàm ñeán ñaùy ñaøi ) * Kieåm tra ñieàu kieän choïc thuûng cuûa ñaøi coïc , thaùp choïc thuûng nhö hình veõ sau : Töø hình veõ, thaùp choïc thuûng bao phuû leân ñaàu coïc ñaûm baûo ñieàu kieän choïc thuûng cuûa ñaøi. III.3.4. Kieåm tra oån ñònh cuûa neàn naèm döôùi moùng khoái qui öôùc : * Xaùc ñònh kích thöôùc khoái moùng qui öôùc : Goùc ma saùt trong trung bình: jtctb = = = = 19.3860 αtb = = tg αtb = tg 4.8460 = 0.0848 Chieàu daøi cuûa ñaùy moùng khoái quy öôùc : Lm = l + 2 x Lc x tgαtb = 2.0 + 2 x 27.5 x 0.0848 = 6.664(m) Vôùi l – khoaûng caùch giöõa hai meùp ngoaøi cuûa coïc theo phöông l l = 1.2 + 2 x = 2.0m Beà roäng cuûa khoái moùng quy öôùc: Bm = b + 2 x Lc x tgαtb = 2.0 + 2 x 27.5 x 0.0848 = 6.664(m) b – khoaûng caùch giöõa hai meùp ngoaøi cuûa coïc theo phöông b b = 1.2 + 2 x = 2.0m Lc chieàu daøi cuûa coïc tính töø ñaùy ñaøi ñeán muõi coïc (Lc = 27.5m) Þ Fm = Bm x Am = 6.664 x 6.664 = 44.41 (m2) * Xaùc ñònh troïng löôïng cuûa khoái moùng quy öôùc: Troïng löôïng ñaát phuû treân ñaøi ñöôïc tính töø ñaùy ñaøi trôû leân : N1 = n x Fm x gtb x hm = 1.1 x 44.41 x 2 x 1.2 = 117.24(T) Troïng löôïng coïc 0,8m daøi 27.5(m) N2 = n x nc x Fc x Lc x gbt =1.1 x 1 x 0.5024 x 27.5 x 2.5 = 37.994 (T) Troïng löôïng ñaát ñaùy ñaøi trôû xuoáng ñeán muõi coïc N3 = n x Fm xgi x hi = 1.1 x 44.41 x(1.1 x 4.15 + 1.08 x 7.3 + 0.96 x 8.2 + 1.03 x7.85) = 1387.69 (T) Troïng löôïng moùng khoái quy öôùc : Nm= N1 + N2 + N3 = 117.24 + 37.994 + 1387.69 = 1542.924(T) * Troïng löôïng theå tích trung bình cuûa caùc lôùp ñaát keå töø muõi coïc trôû leân = = 1.21 (T/m3) Trong ñoù : hm laø chieàu cao moùng khoái quy öôùc , töø maët saøn taàng haàm ñeán muõi coïc hm = Hm + Lc = 1.2 + 27.5 = 28.7 (m) * Noäi löïc tieâu chuaån gaây ra taïi ñaùy moùng khoái quy öôùc : Ntc = Ntc0 + Nm /n = 39.67 + 1542.924 /1.1 = 1442.328 (T) Mtc = Mtc0 + Qtc0 x (Lc + Hm - 0.5) = 2.89 + 1.807 x (27.5 + 1.2 - 0.5) = 53.847 (Tm) * Aùp löïc tieâu chuaån ôû ñaùy khoái moùng quy öôùc : Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa ñaát ôû ñaùy khoái moùng quy öôùc : Rtc = Trong ñoù: m1 = 1.2 : Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát neàn m2 = 1.0 : Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa nhaø coù taùc duïng qua laïi vôùi neàn; coâng trình khoâng thuoäc loaïi tuyeät ñoái cöùng Ktc = 1 Heä soá tin caäy laáy theo soá lieäu thí nghieäm tröïc tieáp ñoái vôùi ñaát (Tra baûng 2.2 , trang 65 , saùch “Neàn vaø Moùng caùc coâng trình daân duïng vaø coâng nghieäp” cuûa GS.TS. Nguyeãn Vaên Quaûng) jII : Goùc ma saùt trong lôùp ñaát döôùi ñaùy moùng khoái quy öôùc (jII = 28.140) (Tra baûng 2-1 trang 64 saùch “Neàn Vaø Moùng caùc coâng trình daân duïng vaø coâng nghieäp” cuûa “GSTS. Nguyeãn Vaên Quaûng”) vaø noäi suy : => A = 0.98 ; B = 4.93 ; D = 7.40 gII : Trò tính toaùn thöù hai trung bình cuûa lôùp ñaát naèm tröïc tieáp döôùi ñeá moùng g’II : Trò tính toaùn thöù hai trung bình cuûa troïng löôïng theå tích . => gII = 1.03 (T/m3) ; g’II = gtb = 1.21(T/m3) CII : Löïc dính ñôn vò lôùp ñaát döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc (CII = 0.49 T/m2) hm : Chieàu cao moùng khoái qui öôùc (hm = 22.7 m) Rtc = = 228.84 (T/m2) Vaäy : 1.2 x Rtc = 1.2 x 228.84 = 274.6 (T/m2) * ÖÙng suaát trung bình thöïc teá döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc : stctb = = = 32.48 (T/m2) Neân ta coù : stctb = 32.48 (T/m2) < Rtc = 228.84 (T/m2) * ÖÙng suaát cöïc ñaïi vaø cöïc tieåu döôùi ñaùy moùng qui öôùc : stcmax, min = = Trong ñoù : Wm = (m3) Vaäy : stcmax = 32.48 + 1.09 = 33.57 (T/m2) < 1.2 x Rtc = 274.6 (T/m2) stcmin = 32.48 - 1.09 = 31.39 (T/m2) > 0 stctb = 32.48 (T/m2) < Rtc = 228.84 (T/m2) => Thoõa maõn ñieàu kieän. Vaäy neàn ñaát döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc oån ñònh, coù theå tính toaùn ñoä luùn döôùi moùng coïc theo neàn bieán daïng ñaøn hoài tuyeán tính III.3.5. Kieåm tra ñoä luùn cuûa moùng : Duøng phöông phaùp phaân taàng coäng luùn : Trong ñoù : Tính luùn cho moùng khoái qui öôùc Fm = Am x Bm =6.664 x 6.664 = 44.41 m2 Aùp löïc baûn thaân taïi muõi coïc : σbt = = 1.21 x 28.7 = 34.727 (T/m2) Aùp löïc gaây luùn taïi taâm dieän tích ñaùy moùng khoái qui öôùc : P0 = sgl = stctb - σbt = 32.48 – 34.727 = -2.247< 0(T/m2) * Nhaän xeùt : Vôùi Po =-2.247 < 0 neân thoaû maõn yeâu caàu bieán daïng. Do ñoù, khoâng caàn kieåm tra vaø tính toaùn ñoä luùn III.3.6. Tính toaùn theùp ñaøi moùng M3 : Moùng M3 coù kích thöôùc l x b = 1.2 x 1.2 (m2) , chieàu cao ñaøi hñ = 1.2 (m) Sô ñoà tính toaùn nhö sau : - Tính toaùn vaø boá trí theùp theo 2 phöông. - Khi tính toaùn giaù trò noäi löïc ta xem nhö ñaøi coïc laø thanh ngaøm taïi meùp coät vaø löïc taùc duïng chính laø phaûn löïc ñaàu coïc. - Sô ñoà tính cuûa ñaøi laø moät console ngaøm vaøo coät theo chu vi coät . Ngoaïi löïc laøm ñaøi bò uoán laø nhöõng phaûn löïc ñaàu coïc. - Moùng M3 chæ coù moät coïc. Do ñoù, moùng chæ chòu phaûn löïc cuûa ñaát neàn phaân boá ñeàu döôùi ñaùy coïc. Neân khoâng caàn tính theùp cho ñaøi moùng M3 maø chæ boá trí theo caáu taïo ñeå phoøng beâ toâng nöùt khi co ngoùt. § Tính coát theùp ñaøi moùng, moment töông öùng vôùi maët caét I – I vaø II – II : =>Nhö vaäy theùp boá trí : 7f 14 a200 (Fa = 10.773 cm2) Maët baèng boá trí theùp ñaøi moùng M3 III.3.7. Kieåm tra coïc chòu taûi ngang : - Giaû söû ñaàu coïc ñöôïc ngaøm vaøo ñaøi do ñoù ñaàu coïc chæ chuyeån vò ngang, khoâng coù chuyeån vò xoay. - Moâmen quaùn tính tieát dieän ngang cuûa coïc : J = = ´ 3.14´ 0.84 = 0.02m4 - Ñoä cöùng tieát dieän ngang cuûa coïc: Eb.J = 29 x 105 x 0,02 = 58000 T.m2 = 5.8 x 104 (T.m2) Eb: Moâ ñun ñaøn hoài cuûa beâ toâng, Eb = 290 x 104 (T/m2) - Chieàu roäng quy öôùc bc cuûa coïc : - Theo TCXD 205-1998 d ³ 0.8m bc = d + 1 = 0,8 + 1 = 1,8 m - Heä soá tyû leä k theo coâng thöùc: Cz = k x z - Chieàu daøi aûnh höôûng: lah = 2 x (d +1) = 2 x (0,8 +1) = 3,6 m => coïc naèm trong lôùp ñaát lôùp soá 2. Tra baûng G.1 TCXD 205 : 1998 , trang 72 döïa vaøo ñoä seät B = 0.33 ta ñöôïc giaù trò k1= 468 T/m4 (noäi suy) - Bieåu ñoà bieåu thò ñoä aûnh höôûng cuûa caùc lôùp ñaát trong phaïm vi laøm vieäc ñeán chieàu daøi cuûa caùc lôùp ñaát - Heä soá bieán daïng m - Chieàu daøi tính ñoåi cuûa phaàn coïc trong ñaát : Le = abd.L = 0.429 ´ 28 = 12.012 m - Caùc chuyeån vò dHH, dHM, dMH, dMM cuûa coïc ôû cao trình ñaùy ñaøi do caùc öùng löïc ñôn vò ñaët taïi cao trình ñaùy ñaøi . dHH : chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän (m/T) bôûi Ho = 1 gaây ra dHM : chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän (1/T) bôûi Mo = 1 gaây ra dMH : goùc xoay cuûa tieát dieän (1/T) bôûi Ho = 1 gaây ra dMM : goùc xoay cuûa tieát dieän (1/Tm) bôûi Mo = 1 gaây ra Le = 12.012 m > 4m, coïc töïa leân ñaát , tra baûng G2 TCXD 205 : 1998/74 Þ Ao = 2.441 ; Bo = 1.621 ; Co = 1.751 = 5.33 x 10-4 (m/T) = 1.52 x 10-4 (1/T) = 0.704 x 10-4 (1/Tm) - Löïc caét cuûa coïc taïi cao trình ñaùy ñaøi : Qtt = 2.078 T ( ñoái vôùi 4 coïc) suy ra Hf = = 2.078 T - Vì ñaàu coïc bò ngaøm cöùng vaøo ñaøi döôùi taùc duïng cuûa löïc ngang, treân ñaàu coïc coù xuaát hieän momen goïi laø momen ngaøm . Mf == (L0=0) - Chuyeån vò ngang yo(m) taïi cao trình ñaùy ñaøi: yo = Hf x dHH + Mf x dHM = 2.078 x 5.33 x 10-4 – 4.49 x 1.52 x 10-4 = 4.25x 10-4 m - Chuyeån vò cuûa coïc ôû cao trình ñaët löïc ngang Hf : = y0 = 4.25 x 10-4m = 0.0425cm(L0 = 0, = 0) => Dn < [Sgh] = 1cm thoûa yeâu caàu tính toaùn - Moment uoán Mz (Tm) ñöôïc tính theo coâng thöùc: Mz = abd2E x J x yo x A3 - abd x EJ x yo x B3 + Mf x C3 + x D3 = 4.54 xA3 + (-4.49) xB3 + 4.84 xD3 - Baûng giaù trò caùc heäâ soá tính toaùn cho bieåu ñoà Mz (Tm) vôùi EJ K abd yo yo Mf Hf 5.8E+04 468 0.429 7.992E-04 0 -4.49 2.078 Moâmen uoán Mz (Tm) Ze Z A3 C3 D3 Mz 0 0.000 0 1 0 -4.49 0.2 0.466 -0.001 1 0.2 -3.527 0.4 0.932 -0.011 1 0.4 -2.604 0.6 1.399 -0.036 0.998 0.6 -1.740 0.8 1.865 -0.085 0.992 0.799 -0.973 1 2.331 -0.167 0.975 0.994 -0.325 1.2 2.797 -0.287 0.938 1.183 0.211 1.4 3.263 -0.455 0.866 1.358 0.619 1.6 3.730 -0.676 0.739 1.507 0.907 1.8 4.196 -0.956 0.53 1.612 1.082 2 4.662 -1.295 0.207 1.646 1.158 2.2 5.128 -1.693 -0.271 1.575 1.154 2.4 5.594 -2.141 -0.941 1.352 1.049 2.6 6.061 -2.621 -1.877 0.917 0.967 2.8 6.527 -3.103 -3.108 0.197 0.821 3 6.993 -3.541 -4.688 -0.891 0.661 3.5 8.159 -3.919 -10.34 -5.854 0.301 4 9.324 -1.614 -17.92 -15.08 0.161 III.3.8. Kieåm tra laïi coát theùp ñaõ choïn : 4.49 Tm Dieän tích coát theùp < 10.773cm2 Theùp ban ñaàu choïn laø hôïp lyù . Vò trí caét theùp laø Z = 2/3 ´ 28 = 18.67m => neân ta choïn vò trí caét theùp taïi ñoä saâu Z = 18.67m ( caét theùp theo kinh nghieäm) . III.4. Tính toaùn moùng M4 : (Vò trí moùng B–1 ; C–1) - Taûi troïng taùc duïng xuoáng moùng M4, noäi löïc tính toaùn ñöôïc xaùc ñònh töø keát quaû giaûi khung truïc 1. - Noäi löïc tính toaùn = Noäi löïc tieâu chuaån x 1.15 Teân moùng Noäi löïc Taûi Tính Toaùn Taûi Tieâu Chuaån Moùng M4 Truïc (B–1, C–1) Nmax (T) 118.615 103.14 Qmax (T) 4.061 3.53 Mmax (Tm) 7.602 6.61 III.4.1. Xaùc ñònh sô boä kích thöôùc ñaøi coïc : Khoaûng caùch giöõa caùc coïc trong ñaøi laø : a ≥ 3d = 3 x 0.8 = 2.4 m Aùp löïc tính toaùn giaû ñònh taùc duïng leân ñeá ñaøi do phaûn löïc ñaàu coïc gaây ra : Ptt = = = 43.48(T/m2) Dieän tích sô boä ñeá ñaøi: Fñ = = = 2.904m2 Trong ñoù : gtb = 2 T/m3 Dung troïng trung bình cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi Hñ = 1.2m chieàu saâu choân ñaøi Troïng löôïng cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi: Nttñ = n x Fñ x hñ x g = 1.1 x 2.904 x 2 x 1.2 = 7.67(T) Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ñeán coát ñeá ñaøi: Ntt = Ntt0 + Nttñ = 118.615 + 7.67 = 126.285(T) IV.4.2. Xaùc ñònh soá löôïng coïc : - Soá löôïng coïc sô boä: nc ³ k = 1.4 x = 0.7coïc Trong ñoù : k laø heä soá xeùt ñeán aûnh höôûng Moment taùc ñoäng leân moùng coïc , giaù trò laáy töø 1-1.5 tuyø vaøo giaù trò Moment ( saùch Neàn Moùng cuûa Chaâu Ngoïc AÅn ) => Choïn soá löôïng coïc sô boä nc = 2 coïc Trong phöông phaùp tính toaùn theo moùng khoái qui öôùc nhö trong caùc qui phaïm Vieät Nam , thì vieäc tính toaùn hieäu öùng nhoùm khoâng caàn thieát vì hieäu öùng naøy ñaõ ñöôïc xem xeùt trong hoaït ñoäng chung cuûa caùc coïc vaø ñaát trong moùng khoái qui öôùc * Boá trí ñaøi coïc moùng M4 nhö hình veõ : III.4.3. Caáu taïo vaø tính toaùn ñaøi coïc : - Chieàu daøi coïc ngaøm vaøo ñaøi : h1 = 0.15 (m) - Chieàu cao cuûa ñaøi coïc laø : hñ = 1.2 (m) - Choïn sô boä : h0 = hñ – h1 = 1.2 - 0.15 = 1.05(m) * Töø vieäc boá trí coïc ta xaùc ñònh ñöôïc dieän tích ñeá ñaøi thöïc teá laø: m2 * Troïng löôïng cuûa ñaøi vaø ñaát treân ñaøi: Nttñ = n x Fñ x hñ x g = 1.1 x 3.36 x 2 x 1.2 = 8.87(T) * Löïc doïc tính toaùn xaùc ñònh ñeán coát ñaùy ñaøi: Ntt = Ntt0 + Nttñ = 118.615 + 8.87 = 127.485(T) * Moment tính toaùn xaùc ñònh töông öùng vôùi troïng taâm tieát dieän caùc coïc taïi ñeá ñaøi: Mtt = Mtt0 + Qtt0 x h* = 6.61 + 3.53 x 1.2 = 10.846 Tm (h* laø chieàu cao tính toaùn ñöôïc tính töø cao trình saøn taàng haàm ñeán ñaùy ñaøi ) * Taûi truyeàn xuoáng caùc coïc daõy bieân: = Trong ñoù : xmax = 0.8m nc = 2 Vaäy ta coù : Pmax = 63.7425 + 13.5575 = 77.3 (T) Pmax + Pc= 77.3 +37.99 = 115.29(T) < Qa = 252.54 (T) => Thoûa maõn ñieàu kieän taûi truyeàn xuoáng coïc daõy bieân. Pmin = 63.7425 - 13.5575 = 50.185 (T) > 0 => Khoâng phaûi kieåm tra theo ñieàu kieän choáng nhoå. Ptb = 63.7425 (T) * Toùm laïi : Ñieàu kieän chòu taûi cuûa moùng coïc ñöôïc kieåm tra thoaõ maõn , moùng laøm vieäc trong ñieàu kieän an toaøn . * Kieåm tra ñieàu kieän choïc thuûng cuûa ñaøi coïc , thaùp choïc thuûng nhö hình veõ sau : Töø hình veõ, thaùp choïc thuûng bao phuû leân ñaàu coïc ñaûm baûo ñieàu kieän choïc thuûng cuûa ñaøi. III.4.4. Kieåm tra oån ñònh cuûa neàn naèm döôùi moùng khoái qui öôùc : * Xaùc ñònh kích thöôùc khoái moùng qui öôùc : Goùc ma saùt trong trung bình: jtctb = = = = 19.3860 αtb = = tg αtb = tg 4.8460 = 0.0848 Chieàu daøi cuûa ñaùy moùng khoái quy öôùc : Lm = l + 2 x Lc x tgαtb = 2.4 + 2 x 27.5 x 0.0848 = 7.064(m) Vôùi l – khoaûng caùch giöõa hai meùp ngoaøi cuûa coïc theo phöông l l = 1.6 + 2 x = 2.4m Beà roäng cuûa khoái moùng quy öôùc: Bm = b + 2 x Lc x tgαtb = 2.0 + 2 x 27.5 x 0.0848 = 6.664(m) b – khoaûng caùch giöõa hai meùp ngoaøi cuûa coïc theo phöông b b = 1.2 + 2 x = 2.0m Lc chieàu daøi cuûa coïc tính töø ñaùy ñaøi ñeán muõi coïc (Lc = 27.5m) Þ Fm = Bm x Lm = 6.664 x 7.064 = 47.07 (m2) * Xaùc ñònh troïng löôïng cuûa khoái moùng quy öôùc: Troïng löôïng ñaát phuû treân ñaøi ñöôïc tính töø ñaùy ñaøi trôû leân : N1 = n x Fm x gtb x hm = 1.1 x 47.07 x 2 x 1.2 = 124.265(T) Troïng löôïng coïc 0,8m daøi 27.5(m) N2 = n x nc x Fc x Lc x gbt =1.1 x 2 x 0.5024 x 27.5 x 2.5 = 75.988 (T) Troïng löôïng ñaát ñaùy ñaøi trôû xuoáng ñeán muõi coïc N3 = n x Fm xgi x hi = 1.1 x 47.07 x(1.1 x 4.15 + 1.08 x 7.3 + 0.96 x 8.2 + 1.03 x7.85) = 1470.81 (T) Troïng löôïng moùng khoái quy öôùc : Nm= N1 + N2 + N3 = 124.265 + 75.988 + 1470.81 = 1671.063(T) * Troïng löôïng theå tích trung bình cuûa caùc lôùp ñaát keå töø muõi coïc trôû leân = = 1.24 (T/m3) Trong ñoù : hm laø chieàu cao moùng khoái quy öôùc , töø maët saøn taàng haàm ñeán muõi coïc hm = Hm + Lc = 1.2 + 27.5 = 28.7 (m) * Noäi löïc tieâu chuaån gaây ra taïi ñaùy moùng khoái quy öôùc : Ntc = Ntc0 + Nm /n = 103.14 + 1671.063 /1.1 = 1622.29 (T) Mtc = Mtc0 + Qtc0 x (Lc + Hm - 0.5) = 6.61 + 3.53 x (27.5 + 1.2 - 0.5) = 106.156 (Tm) * Aùp löïc tieâu chuaån ôû ñaùy khoái moùng quy öôùc : Cöôøng ñoä tính toaùn cuûa ñaát ôû ñaùy khoái moùng quy öôùc : Rtc = Trong ñoù: m1 = 1.2 : Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa ñaát neàn m2 = 1.0 : Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa nhaø coù taùc duïng qua laïi vôùi neàn; coâng trình khoâng thuoäc loaïi tuyeät ñoái cöùng Ktc = 1 Heä soá tin caäy laáy theo soá lieäu thí nghieäm tröïc tieáp ñoái vôùi ñaát (Tra baûng 2.2 , trang 65 , saùch “Neàn vaø Moùng caùc coâng trình daân duïng vaø coâng nghieäp” cuûa GS.TS. Nguyeãn Vaên Quaûng) jII : Goùc ma saùt trong lôùp ñaát döôùi ñaùy moùng khoái quy öôùc (jII = 28.140) (Tra baûng 2-1 trang 64 saùch “Neàn Vaø Moùng caùc coâng trình daân duïng vaø coâng nghieäp” cuûa “GSTS. Nguyeãn Vaên Quaûng”) vaø noäi suy : => A = 0.98 ; B = 4.93 ; D = 7.40 gII : Trò tính toaùn thöù hai trung bình cuûa lôùp ñaát naèm tröïc tieáp döôùi ñeá moùng g’II : Trò tính toaùn thöù hai trung bình cuûa troïng löôïng theå tích . => gII = 1.03 (T/m3) ; g’II = gtb = 1.24(T/m3) CII : Löïc dính ñôn vò lôùp ñaát döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc (CII = 0.49 T/m2) hm : Chieàu cao moùng khoái qui öôùc (hm = 22.7 m) Rtc = = 228.84 (T/m2) Vaäy : 1.2 x Rtc = 1.2 x 228.84 = 274.6 (T/m2) * ÖÙng suaát trung bình thöïc teá döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc : stctb = = = 34.47 (T/m2) Neân ta coù : stctb = 34.47 (T/m2) < Rtc = 228.84 (T/m2) * ÖÙng suaát cöïc ñaïi vaø cöïc tieåu döôùi ñaùy moùng qui öôùc : stcmax, min = = Trong ñoù : Wm = (m3) Vaäy : stcmax = 34.47 + 1.92 = 36.39 (T/m2) < 1.2 x Rtc = 274.6 (T/m2) stcmin = 34.47 - 1.92 = 32.55 (T/m2) > 0 stctb = 34.47 (T/m2) < Rtc = 228.84 (T/m2) => Thoõa maõn ñieàu kieän. Vaäy neàn ñaát döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc oån ñònh, coù theå tính toaùn ñoä luùn döôùi moùng coïc theo neàn bieán daïng ñaøn hoài tuyeán tính III.4.5. Kieåm tra ñoä luùn cuûa moùng : Duøng phöông phaùp phaân taàng coäng luùn : Trong ñoù : Tính luùn cho moùng khoái qui öôùc Fm = Am x Bm =6.664 x 6.664 = 44.41 m2 Aùp löïc baûn thaân taïi muõi coïc : σbt = = 1.24 x 28.7 = 35.588 (T/m2) Aùp löïc gaây luùn taïi taâm dieän tích ñaùy moùng khoái qui öôùc : P0 = sgl = stctb - σbt = 34.47 – 35.588 = -1.118< 0(T/m2) * Nhaän xeùt : Vôùi Po = 1.118 < 0 neân thoaû maõn yeâu caàu bieán daïng. Do ñoù, khoâng caàn kieåm tra vaø tính toaùn ñoä luùn III.4.6. Tính toaùn theùp ñaøi moùng M4 : Moùng M4 coù kích thöôùc l x b = 1.2 x 2.8 (m2) , chieàu cao ñaøi hñ = 1.2 (m) Sô ñoà tính toaùn nhö sau : - Tính toaùn vaø boá trí theùp theo 2 phöông. - Khi tính toaùn giaù trò noäi löïc ta xem nhö ñaøi coïc laø thanh ngaøm taïi meùp coät vaø löïc taùc duïng chính laø phaûn löïc ñaàu coïc. - Sô ñoà tính cuûa ñaøi laø moät console ngaøm vaøo coät theo chu vi coät . Ngoaïi löïc laøm ñaøi bò uoán laø nhöõng phaûn löïc ñaàu coïc. § Tính coát theùp ñaøi moùng, moment töông öùng vôùi maët caét I – I : MI = r1 xP2 = 0.65 x77.3 = 50.245 (Tm) Trong ñoù : r1 :laø khoaûng caùch töø truïc coïc thöù i ñeán meùp coät Pi : laø phaûn löïc ñaàu coïc thöù i lôùn nhaát Vôùi: P2 = Pmax = 77.3 (T) r1 = 0.8 – 0.15 = 0.65 (m) Tính toaùn dieän tích coát theùp cho maët caét I - I: h0 = hñ – h1 = 1.2 - 0.15 = 1.05 (m) = 105 (cm) Trong ñoù : h1 laø ñoaïn coïc choân vaøo ñaøi h1 = 0.15 (m) FaI = = = 20.45( cm2) => Choïn 10f16 (Fa= 20.11cm2) + Chieàu daøi moät thanh theùp daøi = 2.8 – 2 x 0.05 =2.7m + Khoaûng caùch caàn boá trí caùc coát theùp daøi 1.1 m + Böôùc coát theùp daøi = = 0.122m » 120mm (Vôùi a = a’ = 5cm lôùp beâ toâng baûo veä) =>Nhö vaäy theùp boá trí : 10 f 16 a120 § Tính coát theùp ñaøi moùng, moment töông öùng vôùi maët caét II – II : Do moùng M4 theo maët caét II – II chæ coù moät haøng coät chòu neùn neân ñaøi coïc chæ chòu phaûn löïc cuûa ñaát neàn phaân boá döôùi ñaùy coïc, neân khoâng caàn tính coát theùp maø chæ boá trí theùp theo caáu taïo ñeå phoøng beâ toâng bò nöùt khi co ngoùt. =>Nhö vaäy theùp boá trí : 14 f 14 a200 Maët baèng boá trí theùp ñaøi moùng M4 III.4.7. Kieåm tra coïc chòu taûi ngang : - Giaû söû ñaàu coïc ñöôïc ngaøm vaøo ñaøi do ñoù ñaàu coïc chæ chuyeån vò ngang, khoâng coù chuyeån vò xoay. - Moâmen quaùn tính tieát dieän ngang cuûa coïc : J = = ´ 3.14´ 0.84 = 0.02m4 - Ñoä cöùng tieát dieän ngang cuûa coïc: Eb.J = 29 x 105 x 0,02 = 58000 T.m2 = 5.8 x 104 (T.m2) Eb: Moâ ñun ñaøn hoài cuûa beâ toâng, Eb = 290 x 104 (T/m2) - Chieàu roäng quy öôùc bc cuûa coïc : - Theo TCXD 205-1998 d ³ 0.8m bc = d + 1 = 0,8 + 1 = 1,8 m - Heä soá tyû leä k theo coâng thöùc: Cz = k x z - Chieàu daøi aûnh höôûng: lah = 2 x (d +1) = 2 x (0,8 +1) = 3,6 m => coïc naèm trong lôùp ñaát lôùp soá 2. Tra baûng G.1 TCXD 205 : 1998 , trang 72 döïa vaøo ñoä seät B = 0.33 ta ñöôïc giaù trò k1= 468 T/m4 (noäi suy) - Bieåu ñoà bieåu thò ñoä aûnh höôûng cuûa caùc lôùp ñaát trong phaïm vi laøm vieäc ñeán chieàu daøi cuûa caùc lôùp ñaát - Heä soá bieán daïng m - Chieàu daøi tính ñoåi cuûa phaàn coïc trong ñaát : Le = abd.L = 0.429 ´ 28 = 12.012 m - Caùc chuyeån vò dHH, dHM, dMH, dMM cuûa coïc ôû cao trình ñaùy ñaøi do caùc öùng löïc ñôn vò ñaët taïi cao trình ñaùy ñaøi . dHH : chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän (m/T) bôûi Ho = 1 gaây ra dHM : chuyeån vò ngang cuûa tieát dieän (1/T) bôûi Mo = 1 gaây ra dMH : goùc xoay cuûa tieát dieän (1/T) bôûi Ho = 1 gaây ra dMM : goùc xoay cuûa tieát dieän (1/Tm) bôûi Mo = 1 gaây ra Le = 12.012 m > 4m, coïc töïa leân ñaát , tra baûng G2 TCXD 205 : 1998/74 Þ Ao = 2.441 ; Bo = 1.621 ; Co = 1.751 = 5.33 x 10-4 (m/T) = 1.52 x 10-4 (1/T) = 0.704 x 10-4 (1/Tm) - Löïc caét cuûa coïc taïi cao trình ñaùy ñaøi : Qtt = 4.061 T ( ñoái vôùi 4 coïc) suy ra Hf = = 2.031 T - Vì ñaàu coïc bò ngaøm cöùng vaøo ñaøi döôùi taùc duïng cuûa löïc ngang, treân ñaàu coïc coù xuaát hieän momen goïi laø momen ngaøm . Mf == (L0=0) - Chuyeån vò ngang yo(m) taïi cao trình ñaùy ñaøi: yo = Hf x dHH + Mf x dHM = 2.031 x 5.33 x 10-4 – 4.38 x 1.52 x 10-4 = 4.168x 10-4 m - Chuyeån vò cuûa coïc ôû cao trình ñaët löïc ngang Hf : = y0 = 4.168 x 10-4m = 0.04168cm(L0 = 0, = 0) => Dn < [Sgh] = 1cm thoûa yeâu caàu tính toaùn - Moment uoán Mz (Tm) ñöôïc tính theo coâng thöùc: Mz = abd2E x J x yo x A3 - abd x EJ x yo x B3 + Mf x C3 + x D3 = 4.45 xA3 + (-4.38) xB3 + 4.73 xD3 - Baûng giaù trò caùc heäâ soá tính toaùn cho bieåu ñoà Mz (Tm) vôùi EJ K abd yo yo Mf Hf 5.8E+04 468 0.429 4.168E-04 0 -4.38 2.031 Moâmen uoán Mz (Tm) Ze Z A3 C3 D3 Mz 0 0.000 0 1 0 -4.38 0.2 0.466 -0.001 1 0.2 -3.438 0.4 0.932 -0.011 1 0.4 -2.537 0.6 1.399 -0.036 0.998 0.6 -1.693 0.8 1.865 -0.085 0.992 0.799 -0.944 1 2.331 -0.167 0.975 0.994 -0.312 1.2 2.797 -0.287 0.938 1.183 0.210 1.4 3.263 -0.455 0.866 1.358 0.606 1.6 3.730 -0.676 0.739 1.507 0.883 1.8 4.196 -0.956 0.53 1.612 1.049 2 4.662 -1.295 0.207 1.646 1.116 2.2 5.128 -1.693 -0.271 1.575 1.103 2.4 5.594 -2.141 -0.941 1.352 0.989 2.6 6.061 -2.621 -1.877 0.917 0.895 2.8 6.527 -3.103 -3.108 0.197 0.736 3 6.993 -3.541 -4.688 -0.891 0.562 3.5 8.159 -3.919 -10.34 -5.854 0.160 4 9.324 -1.614 -17.92 -15.08 -0.007 III.4.8. Kieåm tra laïi coát theùp ñaõ choïn : 4.38 Tm Dieän tích coát theùp < 11.12cm2 Theùp ban ñaàu choïn laø hôïp lyù . Vò trí caét theùp laø Z = 2/3 ´ 28 = 18.67m => neân ta choïn vò trí caét theùp taïi ñoä saâu Z = 18.67m ( caét theùp theo kinh nghieäm) .