Phương án móng bè trên nền thiên nhiên. (phương án II)

CHÖÔNG III : PHÖÔNG AÙN MOÙNG BEØ TREÂN NEÀN THIEÂN NHIEÂN. (PHÖÔNG AÙN II) I.CHÆ TIEÂU CÔ LYÙ CUÛA VAÄT LIEÄU LAØM MOÙNG : -Beâtoâng ñaù 4x6 , M250 : Rk=8.8 kg/cm2 , Rn=110 kg/cm2 .Eb=2.65x106. -Theùp AII : Ra =Ra’ =2800kg/cm2 , Rañ =2200kg/cm2 cho Þ >10mm. Ra=Ra’ =2300kg/cm2 , Rañ = 1800 kg/cm2 cho Þ £10mm. -Taûi troïng cuûa coâng trình töø coät truyeàn xuoáng khoâng ñoàng ñeàu neân ta choïn moùng beø daïng söôøn .Moùng ñöôïc ñaët tröïc tieáp vaøo lôùp ñaát soá 2, ôû ñoä saâu h=1.5m so voái coát neàn thieân nhieân .Lôùp ñaát soá 2 laø ñaát aù seùt maøu vaøng, traïng thaùi nöûa cöùng, keát caáu chaët vöøa daày 7.5m..Ñeå thuaän tieän trong thi coâng moùng seõ ñöôïc thieát keá vôùi söôøn beân treân. II.XAÙC ÑÒNH TAÛI TRONG TRUYEÀN XUOÁNG MOÙNG: -Khi tinh toaùn khung , döïa vaøo phaàn meàm tính toaùn keát caáu SAP2000 ta coù caùc taûi troïng truyeàn vaøo moùng thoâng qua caùc coät .Coâng trình coù maët baèng ñoái xöùng theo phöông doïc , do ñoù töø taûi troïng cuûa hai khung : khung truïc 1 vaø khung truïc 4 thì ta coù theå suy ra ñöôïc noäi löïc gaàn ñuùng cuûa caùc khung khaùc .Ñeå an toaøn ta laáy noäi löïc seõ gaây ra taûi troïng lôùn nhaát ôû ñeá moùng.Baûng keát quaû noäi löïc cuûa coät cho töøng khung nhö sau: Vò trí coät Taûi troïng tính toùan Taûi troïng tieâu chuaån Mtt(T.m) Qtt(T) Ntt(T) Mtc(T.m) Qtc(T) Ntc(T) B1 2.126 0.487 84.846 1.7717 0.4058 70.705 C1 6.392 2.22 123.63 5.3267 1.85 103.02 D1 3.69 0.744 122.16 3.075 0.62 101.8 E1 5.168 2.132 93.893 4.3067 1.7767 78.244 B2 4.252 0.974 135.8 3.5433 0.8117 113.17 C2 12.78 4.438 185.4 10.65 3.6983 154.5 D2 7.38 1.49 183.2 6.15 1.2417 152.67 E2 10.34 4.264 150.2 8.6167 3.5533 125.17 A4 1.742 0.724 31.735 1.4517 0.6033 26.446 B4 3.859 0.758 131.19 3.2158 0.6317 109.33 C4 12.468 4.414 169.66 10.39 3.6783 141.38 D4 8.292 2.136 152.75 6.91 1.78 127.29 E4 8.223 3.139 132.01 6.8525 2.6158 110.01 Giaûi thích kí hieäu vò trí coät :vò trí coät döôïc ñaùnh soá theo truïc ngang vaø truïc doïc cuûa coâng trình taïi cao ñoä maø trong tính toaùn khung ta xem coät ngaøm vaøo moùng. Khi tính toång taûi troïng töø coâng trình truyeàn vaøo ñeá moùng ta döïa vaøo baûng keát quaû noäi löïc khung treânvaø heä soá n ñeå xaùc ñònh.Heä soá n laø soá coät coù tính chaát taûi gioáng nhau.Do khung 1 vaø khung 8 coù taûi (gaàn) gioáng nhau neân ta seõ choïn heä soá =2, töông töï ta coù caùc heä soá nhö baûng sau: Vò trí coät Heä soá Taûi troïng tính toùan Taûi troïng tieâu chuaån Mtt(T.m) Qtt(T) Ntt(T) Mtc(T.m) Qtc(T) Ntc(T) B1 2 4.252 0.974 169.69 3.5433 0.8117 141.41 C1 2 12.784 4.44 247.25 10.653 3.7 206.05 D1 2 7.38 1.488 244.33 6.15 1.24 203.61 E1 2 10.336 4.264 187.79 8.6133 3.5533 156.49 B2 2 8.504 1.948 271.6 7.0867 1.6233 226.33 C2 2 25.56 8.876 370.8 21.3 7.3967 309 D2 2 14.76 2.98 366.4 12.3 2.4833 305.33 E2 2 20.68 8.528 300.4 17.233 7.1067 250.33 A4 4 6.968 2.896 126.94 5.8067 2.4133 105.78 B4 4 15.436 3.032 524.78 12.863 2.5267 437.31 C4 4 49.872 17.656 678.63 41.56 14.713 565.53 D4 4 33.168 8.544 611.01 27.64 7.12 509.17 E4 4 32.892 12.556 528.03 27.41 10.463 440.03 Toång: 242.59 78.182 4627.6 202.16 65.152 3856.4 -Töø baûng thoáng keâ taûi troïng treân ta coùtoång taûi troïng truyeàn vaøo neàn nhö sau : åFz =åQtt =78.182 Taán . ® åQtc =65.152 Taán . åMy =åMtt =242.59 Taán.m . ® åMtc =202.16 Taán.m . åFx =åNtt =4627.6 Taán . ® åNtc =3856.4 Taán . III.CHOÏN SÔ BOÄ KÍCH THÖÔÙC MOÙNG : Kích thöôùc tieát dieän moùng ñöôïc xaùc ñònh sô boä theo coâng thöùc sau: +Ñoä daày baûn d= ( )lnhòp +Chieàu cao söôøn h =()lnhòp. Kích thöôùc ñöôïc choïn nhö sau: d= 750= 75cm. Theo phöông ngang, doïc tieát dieän daàm söôøn nhö sau: h= 1200 =120cm. b=600 =60cm . Moùng seõ vöôn ra khoûi chaân coät bieân (theo caû 2 phöông) moät ñoaïn laø 1m.Vaäy dieän tích moùng nhö sau: Fm =F1 +F2 = (9x18)x2+15.5x19.3 =623.15 m2 . -Taâm ñaët löïc G : Vì coâng trình coù tính ñoái xöùng theo phöông X neân troïng taâm G coù toïa ñoä X=16.79m Toïa ñoä theo phöông Y: Y== » 8.680m Vì coâng trình coù tính ñoái xöùng theo phöông doïc neân Y=16.75m Ñoä leäch taâm: ex=16.79-=0.04m. ey=8.68-=-0.97m. Xeùt chæ soá naõnh cuûa baûn (s): S= Trong ñoù : b : chieàu roäng cuûa moùng,tính gaàn ñuùng ta laáy giaù trò trung bình coäng cuûa ba hình chöõ nhaät. b = = 18.4333 (m) a=33.5m. d=0.75m Fm=623.15m2. E0 =164 m0 =0.165 E , m : moâñun bieán daïng, heä soá Poisson cuûa beâtoâng m=0.17 E=2.65x106 Troïng löôïng baûn thaân moùng beø: G=[(623.15x0.55)+(0.65x0.6x4.5x31)+(0.65x0.6x16x8)+(0.65x0.6x1.3x4)]x1.1x2.5=493.46x1.1x2.5= 1357 Taán. G==1233.64 Taán. Troïng löôïng ñaát ñaép treân moùng: G=[(623.15x1.5)-493.46]x1.1x1.8=873.7 Taán. G==794.273 Taán. Toång troïng löôïng truyeàn vaøo taâm moùng: åN=åNtc + G+ G= 3856.4+1233.64 +794.273 = 5884.3 Taán . åM=åMtc +åNtcxey=202.16+(-0.97)x3856.4=-3538.548Taán.m. åM=åNtcxex =3856.4x0.04=154.256 Taán.m. hm=0 vì khi tính khung ta tính toaùn taïi cao trình -1.5m . Ñoä leäch taâm toång hôïp löïc taïi ñeá moùng: ex===0.026m. ey===-0.601m. ÖÙng suaát döôùi ñaùy moùng beø : smax, min == - ÖÙng suaát döôùi ñaùy moùng beø : smax = 11.251 (T/m2) smin = 7.634 (T/m2) stb = == 9.443 (T/m2) -Xaùc ñònh aùp löïc tieâu chuaån ôû ñaùy moùng : ) m1,m2 : Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa neàn ñaát vaø cuûa coâng trình coù taùc duïng qua laïi vôùi neàn ,tra theo baûng . m1 = 1,0 ; m2 = 1,0 ktc : Heä soá ñoä tin caäy, ñöôïc choïn tuøy theo phöông phaùp xaùc ñònh caùc ñaëc tröng tính toaùn cuûa ñaát ktc = 1,0 gII ; gII’ :Troïng löôïng theå tích cuûa ñaát ôû döôùi vaø treân maët ñaùy moùng h: Cao trình ñaùy moùng. cIItc = 0.22 Kg/cm2 = 2,2 T/m2 A, B,D : Heä soá phuï thuoäc vaøo goùc ma saùt trong jIIItc=19044’. Tra baûng A= 0.4876 ; B= 2.9592 ; D= 5.2204. - AÙp löïc döôùi ñaùy moùng : Rtc = (1 x 1 /1) x (0,4876 x 19.3 x1.78 +2,9592 x1,5 x1,78 + 5,2204 x2,2) = 36,137 (T/m2) stbtc = 7.634 T/m2 < Rtc = 36,137 T/m2 smaxtc = 9.443 T/m2 < 1,2 Rtc = 1,2 x 36,137 = 43.364 T/m2 Chæ caàn ñaët moùng treân neàn thieân nhieân khoâng caàn gia coá neàn. Vaäy stbtc £ Rtc vaø smaxtc£ 1,2 Rtc Thoûa maõn ñieàu kieän veà öùng suaát döôùi ñaùy moùng beø. IV.XAÙC ÑÒNH ÑOÄ LUÙN CUÛA MOÙNG : Khi moùng coù kích thöôùc lôùn (b>10m) neàn coù chieàu daøy lôùn , ta coù theå xem nhö laø neàn baùn khoâng gian ñaøng hoài . theo saùch höôùng daãn neàn moùng –G.S NGUYEÃN VAÊN QUAÛNG thì coâng thöôù cti1nh nhö sau: S=sgl xbxMxå(ki-ki-1)/Ei b: beà roïng moùng ,b=19.3m sgl : öùng suaát gaây luùn toaøn phaàn trung bình döôùi ñeá moùng. Ei: moñun bieán daïng cuûa lôùp ñaát thöù i. M: heä soá keå ñeán söï taäp trung öùng suaát . Mñöô5c xaùc ñònh nhö sau: m’= vôùi Htt=9+0.15b =9+0.15x19.3=11.895 m 2H/b=11.895x2/19.3=1.2326 l/b=33.5/19.3=1.735 Tra baûng ta coù M=0.9 ki : heä soá xaùc ñònh ñoái vôùi lôùp ñaát thöù nhaát I, phuï thuoäc vaøo hính daïng ñaùy moùng , tæ soá giöõa caùc caïnh moùng vaø tæ soá m giöõa chieàu saâu lôùp ñaát vaø nöõa beà roäng moùng . Lôùp ñaát Chieàu daày E0 2z/b ki k i-1 Soá 2 7 126 0.725 0.11 0 Soá 3 13 144.5 1.347 0.265 0.11 sgl =9.443t/m2 Vaäy ñoä luùn cuoái cuøng cuûa moùng : S = 9.443x19.3x0.9x[(0.11-0)/1260+(0.265-0.11)/1445] S =0.0319m =3cm <[Sgh}=8cm Vaäy ñoä luùn cuûa moùng ñaûm baûo ñieàu kieän giôùi haïn luùn. V.KIEÅM TRA OÅN ÑÒNH LAÄT VAØ TRÖÔÏT: Moùng ñöôïc ñaët treân neàn ñaát aù seùt ñeán aù seùt nheï ñeán aù caùt maøu vaøng, traïng thaùi nöõa cöùng , chaët vöøa do ñoù ta laáy heä soá ma saùt moùng vaø ñaát neàn laø: f = 0,45 Ta coù coâng thöùc : < m Trong ñoù : np = 1,15 ; m = 0.8 G: troïng löôïng tieâu chuaån cuûa moùng vaø ñaát phuû leân baäc moùng npxG=(G+ G)x1.15. = (1233.64 +794.273 )x1.15=2332.085 Taán . pxtc : toång caùc thaønh phaàn taùc duïng theo phöông maët tröôït = 1,15 x 65.152 = 74.925 (T) Ntc : toång caùc thaønh phaàn taùc duïng theo phöông vuoâng goùc vôùi maët phaúng tröôït = 1,15 x 3856.4 = 4434.86 (T) Thay soá vaøo : 74.925 /[(2332.085 + 4434.86)x0.45] = 0,0246 < 0,8 Do ñoù moùng ñaûm baûo oån ñònh. VI.TÍNH TOAÙN COÁT THEÙP CHO MOÙNG: 1./Tính toaùn baûn moùng: Chia maët baèng moùng thaønh nhöõng oâ baûn ñoïn leû goái leân söôøn doïc vaø ngang cuûa moùng. Ta coù soá löôïng vaø kích thöôùc oâ baûn nhö sau: 14 oâ S1 (4.5x6.5) 7 oâ S2 (3x4.5). 3 oâ S3 (1.3x4.5). 14 oâ S4 (1x4.5). 2 oâ S5 (1x3). 4 oâ S6 (1x6.5). 6 oâ S7 (1x1). Vieäc tính toaùn moùng beø gioáng nhö baûn saøn laät ngöôïc. Tyû soá L2/L1 vaø hs/hb cuøa caùc oâ baûn nhö sau: Teân baûn L1 (m) L2 (m) Loaïi baûn S1 4.5 6.5 1.44 2.1 Baûn hai phöông S2 3 4.5 1.5 2.1 Baûn hai phöông S3 1.3 4.5 3.46 2.1 Baûn moät phöông S4 1 4.5 4.5 2.1 Baûn moät phöông S5 1 3 3 2.1 Baûn hai phöông S6 1 6.5 6.5 2.1 Baûnmoät phöông S7 1 1 1 2.1 Baûnhai phöông Lieân keát giöõa caù oâ baûn vôùi söôøn toaøn boä laø kieân keát töïa. Taûi troïng tính toaùn taùc duïng vaøo baûn moùng : P=pxL1xL2 Taûi cuï theå cho töøng oâ baûn hai phöông nhö sau: Loaïi baûn L1 (m) L2 (m) qi (t/m2) Pi Heä soá Moâment (t.m) Kí hieäu Giaù trò Kí hieäu Giaù trò S1 4.5 6.5 9.443 276.2 m1 0.048 M1 13.120 m2 0.023 M2 6.215 S2 3 4.5 9.443 127.5 m1 0.048 M1 6.119 m2 0.021 M2 2.728 S7 1 1 9.443 9.443 m5 0.0269 M1 0.254 m6 0.0269 M2 0.254 Ñoái vôùi baûn moät phöông ta caét ra 1 meùt daøi theo phöông caïnh ngaén deå tính. Ta coù noäi löïc trong baûn nhö sau: Loaïi baûn qi (t/m) l(m) Mn(t.m) Mgoái (t.m) S3 9.433 1.3 1.9927 0 S4 9.433 1 0 4.717 S5 9.433 1 0 4.717 S6 9.433 1 0 4.717 Tính toaùn theùp : Duøng beâ toâng M250 .Rn =110 kg/cm2 , Rk=8.8 kg/cm2 . Theùp AII coù Ra=Ra’=2800kg/cm2. Choïn a=5cm. Tính coát theùp cho baûn moùng döïa vaøo coâng thöùc sau: A= g=0.5x Fa= m%= Baûng tính coát theùp cho baûn moùng: OÂ M (T.m) b (m) h (m) Fa (cm2) theùp choïn S1 M1 nhòp 1 0.55 9.61 f12a100 M2 nhòp 1 0.55 4.49 f12a200 S2 M1 nhòp 1 0.55 4.43 f12a200 M2 nhòp 1 0.55 1.97 f12a200 S3 M1 nhòp 1 0.55 1.43 f12a200 S4, S5, S6 MI goái 1 0.55 3.4 f12a200 S7 MI goái 1 0.55 1.2 f12a200 Boá trí theùp moùng ñöôïc theå hieän trong baûn veõ. 2./Tính toaùn söôøn moùng: MAËT BAÈNG BAÛN MOÙNG. a./Taûi troïng qui ñoåi cuûa baûn khi truyeàn vaøo söôøn moùng: Taûi troïng töø baûn truyeàn vaøo söôøn moùng coù daïng hình tam giaùc hoaëc hình thang. Khi tính toaùn söôøn moùng ta seõ chuyeån chuùng veà daïng phaân boá ñeàu. Caùch quy veà taûi phaân boá ñeàu nhö sau: +Theo phöông daøi cuûa oâ saøn : Taûi töø baûn truyeàn vaøo daàm coù daïng hình thang. b= =(1-2b2+b3)xqsxl1x0.5 +Theo phöông ngaén cuûa oâ saøn: Taûi töø baûn truyeàn vaøo daàm coù daïng hình tam giaùc. =x0.5. trong ñoù : qs: taûi troïng phaân boá treân oâ baûn moùng. l1, l2 :caïnh ngaén vaø daøi cuûa baûn moùng. Ñaëc bieät ñoái vôùi baûn S4, S5, S6 thì l1khi tính = 2 laàn l1 thöïc teá. Giaù trò töøng baûn truyeàn nhö sau: OÂ saøn b= qs (T/m2) qtñ (T/m) Phöông ngaén Phöông daøi S1 0.346 9.443 13.279 17.036 S2 0.333 9.443 8.853 11.541 S3 0.144 9.443 3.836 5.9 S4 0.222 9.443 5.902 8.614 S5 0.333 9.443 5.902 7.694 S6 0.154 9.443 5.902 9.03 b./Tính toaùn SM1: Sô ñoà truyeàn taûi vaøo söôøn moùng SM1: Sô ñoá tính vaø taøi troïng : Bieåu ñoà moment cuûa SM1: Bieåu ñoà löïc caét: c./Tính toaùn SM2: Sô ñoà truyeàn taûi vaøo söôøn moùng SM2: Sô ñoà tính vaø taûi troïng: Bieåu ñoà moment: Bieåu ñoà löïc caét: d./Tính toaùn SM3: Sô ñoà truyeàn taûi vaøo söôøn moùng SM3: Sô ñoà tính vaø taûi troïng: Bieåu ñoà moment SM3: Bieåu ñoà löïc caét: e./Tính theùp cho caùc söôøn moùng (SM1 ,SM2, SM3) : Theùp cuûa caùc söôøn moùng ñöôïc tính theo daàm chöõ nhaät chòu uoán vaø caét. Duøng daûng tính Excel ñeå tính theùp cho chuùng.Giaù trò theùp ñöôïc theå hieän trong baûng sau: Teân C.K Phaàn töû M (T.m) Q (T) b (m) h (m) a (cm) m% Fa Ñai (n,f,a) Teân Vò trí SM1 1 Goái -6.51 12.39 0.6 1.2 8 0.03% 2.084 4,f8,a=300 2 Goái -6.51 -94.53 0.6 1.2 8 0.03% 2.084 4,f8,a=210 Nhòp 122.69 0 0.6 1.2 8 0.60% 42.552 0 Goái -111.84 126.9 0.6 1.2 11 0.60% 39.71 4,f8,a=120 3 Goái -111.84 -38.1 0.6 1.2 11 0.60% 39.71 4,f8,a=300 Nhòp -74.61 -11.54 0.6 1.2 8 0.40% 24.973 4,f8,a=300 Goái -77.22 15.02 0.6 1.2 11 0.41% 26.69 4,f8,a=300 4 Goái -77.22 -106.3 0.6 1.2 11 0.40% 25.894 4,f8,a=170 Nhòp 88.2 0 0.6 1.2 8 0.40% 29.808 0 Goái -106.26 115.2 0.6 1.2 11 0.57% 37.56 4,f8,a=140 5 Goái -106.26 -81.72 0.6 1.2 11 0.57% 37.56 4,f8,a=290 Nhòp -54.76 -76.74 0.6 1.2 8 0.03% 18.081 4,f8,a=300 Goái -6.51 -71.75 0.6 1.2 8 0.03% 2.084 4,f8,a=300 6 Goái -6.51 -12.39 0.6 1.2 8 0.03% 2.084 4,f8,a=300 SM2 1 Goái -6.51 12.39 0.6 1.2 8 0.03% 2.084 4,f8,a=300 2 Goái -6.51 -95.05 0.6 1.2 8 0.03% 2.084 4,f8,a=210 Nhòp 126.41 0 0.6 1.2 8 0.65% 43.967 0 Goái -108.43 126.4 0.6 1.2 8 0.55% 37.196 4,f8,a=140 3 Goái -108.43 -26.96 0.6 1.2 8 0.55% 37.196 4,ff8,a=300 Nhòp -87.9 0 0.6 1.2 8 0.44% 29.7 0 Goái -107.22 26.16 0.6 1.2 8 0.55% 36.748 4,f8,a=300 4 Goái -107.22 -125.7 0.6 1.2 8 0.55% 36.748 4,f8,a=120 Nhòp 122.25 0 0.6 1.2 8 0.63% 42.385 0 Goái -9.97 95.77 0.6 1.2 8 0.05% 3.199 4,f8,a=210 5 Goái -9.97 -15.35 0.6 1.2 8 0.05% 3.199 4,f8,a=300 SM3 1(9) Goái -5.9 11.8 0.6 1.2 7 0.03% 1.871 4,f8,a=300 2(8) Goái -5.9 -46.07 0.6 1.2 7 0.03% 1.871 4,f8,a=300 Nhòp 34.93 0 0.6 1.2 9 0.17% 11.491 0 Goái -49.89 65.62 0.6 1.2 7 0.24% 16.265 4,f8,a=300 3(7) Goái -49.89 -65.62 0.6 1.2 7 0.24% 16.265 4,f8,a=300 Nhòp 17.82 0 0.6 1.2 9 0.09% 5.798 0 Goái -40.12 53.68 0.6 1.2 7 0.19% 12.997 4,f8,a=300 4..6 Goái -40.12 -55.38 0.6 1.2 7 0.19% 12.997 4,f8,a=300 Nhòp 21.67 0 0.6 1.2 9 0.10% 7.23 0 Goái -42.19 56.31 0.6 1.2 7 0.20% 13.689 4,f8,a=300 Taïi nhöõng vò trí coù m<mmin thì ta laáy dieän tích theùp theo giaù trò mmin .Theùp ñöôïc boá trí nhö trong baûn veõ.