Tính toán và thiết kế móng cọc ép bê tông

CHÖÔNG 7 TÍNH TOAÙN VAØ HIEÁT KEÁ MOÙNGCỌC ÉP BTCT CHÖÔNG 7: TÍNH TOAÙN VAØ THIEÁT KEÁ MOÙNGCỌC ÉP BTCT ----šœ---- 7.1.1 ÑÒA CHAÁT COÂNG TRÌNH : MAËT BẰNG VỊ TRÍ HỐ KHOAN MAËT CAÉT ÑÒA CHAÁT TRUÏ ÑÒA CHAÁT TÍNH TOAÙN MẶT BẰNG TÍNH MÓNG 7.1.2 CHÆ TIEÂU CÔ LYÙ ÑAÁT NEÀN Đất Độ ẩmW% Dung trọng Tỉtrọng Độbảo hoà S Độ rỗngn % Hệ số rỗnge Ướt-γW(KN/m3) Khô-γk(KN/m3) Đẩy nổi-γđn(KN/m3) 1 26.8 16.33 15 9.7 2.667 75.9 53.4 0.886 2 59.5 20.5 15 10.7 2.627 89.7 41.6 1.565 3 15.5 20.61 11.6 10.9 2.68 92.1 43.9 0.511 4 17.1 20.5 17.5 11 2.666 90.7 42.7 0.513 LớpĐất GH Atterberg Độ sệtB Nén đơnQu (KG/cm2) Lực dínhC (KG/cm2) Góc ma sát trongφ GH nhãoWnh GH dẻoWd Chỉ số dẻoA 1 27.3 18.6 17.8 0.94 0.25 - 5012' 2 50.6 25 16.3 1.35 0.987 - 18052' 3 34.92 18.73 15.3 0.11 1.014 0.159 29019' 4 39.43 17.73 16.2 <0 1.024 0.035 32.055' 7.1.3. ÑEÀ XUAÁT PHÖÔNG AÙN THIEÁT KEÁ MOÙNG: Trong thieát keá nhaø cao taàng, khoâng chæ vieäc choïn löïa keát caáu chòu löïc chính beân treân laø quan troïng, maø caùc giaûi phaùp veà neàn moùng beân döôùi cuõng ñöôïc quan taâm khoâng keùm. Söï löïa choïn caùc kieåu moùng coù yù nghóa quyeát ñònh ñoái vôùi toaøn boä coâng trình vaø phaûi xeùt ñeán nhieàu nhaân toá nhö: ñieàu kieän ñòa chaát neàn, tính khaû thi veà kyõ thuaät, veà an toaøn, veà toác ñoä thi coâng, veà vaán ñeà moâi tröôøng vaø veà kinh teá …. Do ñaëc ñieåm cuûa nhaø cao taàng laø cao, neân taûi troïng thaúng ñöùng lôùn vaø taäp trung, maët khaùc troïng taâm coâng trình caùch maët ñaát ñaùng keå, neân raát nhaïy ñoái vôùi nghieâng leäch. Khi chòu taùc ñoäng cuûa taûi troïng ngang, seõ sinh ra moâmen laät raát lôùn. Vì vaäy, choïn giaûi phaùp moùng saâu, cuï theå laø moùng coïc cho nhaø cao taàng laø raát hôïp lyù. Töø tröôùc ñeán nay, moùng coïc laø moät trong nhöõng bieän phaùp ñöôïc aùp duïng nhieàu trong xaây döïng caùc coâng trình: caàu ñöôøng, xaây döïng daân duïng, thuyû lôïi…treân neàn ñaát yeáu. Moùng coïc laø moät trong nhöõng loaïi moùng ñöôïc söû duïng roäng raõi nhaát. Tính öu vieät cuûa moùng coïc laø: + Giaûm khoái löôïng coâng taùc ñaát. + Giaûm chi phí vaät lieäu. + Khaû naêng chòu taûi lôùn, khaû naêng choáng chòu nhöõng taûi troïng phöùc taïp, cuõng nhö tính thích öùng ñoái vôùi caùc ñieàu kieän ñòa chaát cuûa neàn khaùc nhau raát toát. + Haïn cheá ñöôïc bieán daïng luùn, bieán daïng khoâng ñoàng ñeàu cuûa ñaát neàn. + Ñaûm baûo oån ñònh cho coâng trình khi coù taûi troïng ngang taùc duïng. + Ruùt ngaén thôøi gian thi coâng vì khaû naêng cô giôùi cao, mang laïi hieäu quaû kinh teá lôùn. -Tuy nhieân, khoâng haún luùc naøo duøng moùng coïc cuõng laø toái öu, maø ngöôïc laïi, khi öùng duïng khoâng ñuùng choã, coù theå gaây laõng phí lôùn vaø nguy hieåm cho coâng trình. Chaúng haïn, neáu lôùp ñaát beân treân töông ñoái toát, coøn beân döôùi laø lôùp ñaát yeáu, thì khi söû duïng phöông aùn moùng coïc coù theå laøm cho lôùp ñaát beân treân bò phaù hoaïi, lôùp beân döôùi seõ phaùt sinh bieán daïng phuï, gaây nguy hieåm ñeán ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coâng trình. Hoaëc tröôøng hôïp lôùp ñaát yeáu coù beà daøy lôùn vaø khoâng coù lôùp ñaát toát ôû phía duôùi thì cuõng khoâng duøng giaûi phaùp moùng coïc. Tuy nhieân, do thôøi gian thöïc hieän Ñoà AÙn töông ñoái ngaén neân döôùi ñaây chæ thieát keá hai phöông aùn moùng: Moùng coïc eùp Beâtoâng coát theùp vaø moùng coïc khoan nhoài. Phöông aùn 1: Moùng coïc eùp beâtoâng coát theùp. Phöông aùn 2: Moùng coïc khoan nhoài. 7.2. TÍNH TOAÙN VAØ THIEÁT KEÁ MOÙNG KHUNG TRUÏC 2. - Ta chæ tính toaùn 2 moùng trong khung truïc 2, moùng 2D laø moùng coù noäi löïc lôùn nhaát vaø moùng 2A laø moùng coù noäi löïc nhoû nhaát . 7.2.1Choïn vaät lieäu laøm moùng Choïn caáp ñoä beàn cho beâtoâng Choïn beâtoâng maùc 300, coù Rn = 130kG/cm2, Rk = 10kG/cm2. Choïn coát theùp Söû duïng theùp CII, coù cöôøng ñoä tính toaùn Ra = 2600kG/cm2. Cöôùng ñoä tính toaùn coát ñai Rañ =1800kG/cm2. 7.2.2Choïn sô boä kích thöôùc coïc Choïn coïc coù tieát dieän ngang laø 35x35 cm, Aa=0.35x0.35=0.1225 m2 Vôùi löôïng coát theùp sô boä laø 420. Dieän tích coát theùp trong coïc laø 12.568 cm2. Ñaây chæ laø coát theùp sô boä. Ta seõ kieåm tra laïi dieän tích coát theùp trong phaàn caåu laép, döïng coïc vaø coïc chòu taûi ngang. Ta cho caém coïc vaøo saâu lôùp ñaát 4 vì lôùp naøy laø lôùp ñaát toát. Choïn chieàu daøi coïc laø 9m. Ta söû duïng 2 coïc noái nhau baèng hoäp theùp ñeå caém xuoáng lôùp 4. Choïn chieàu cao laøm vieäc cuûa ñaøi moùng laø 1.2 m. Choïn chieàu saâu ñaùy ñaøi laø Df = 5.8 m Chieàu daøi lôùp ñaát töø ñaùy ñaøi ñeán muõi coïc caém vaøo lôùp ñaát 4 laø : L = 18 – (0.6 - 0.1) = 17.3m Trong ñoù : 0.6m laø chieàu daøi theùp chôø sau khi ñaäp ñaàu coïc. 0.1m laø chieàu daøi ñoaïn coïc ngaøm vaøo ñaøi. Phöông phaùp haï coïc : eùp tónh. Chieàu daøy cuûa caùc lôùp ñaát nhö sau : + Lôùp ñaát 2 : 12.4 m + Lôùp ñaát 3 : 7 m + Lôùp ñaát 4 : 17.5 m Chieàu daøi phaàn coïc naèm trong lôùp ñaát 2 : 7.4m Chieàu daøi phaàn coïc naèm trong lôùp ñaát 3 : 7m Chieàu daøi phaàn coïc naèm trong lôùp ñaát 4 : 2.9m 7.2.3 Tính toaùn söùc chòu taûi cuûa coïc a.Tính söùc chòu taûi cuûa coïc theo vaät lieäu Qa(vl) = j x(Ra.Aa + Rn.Ap) Trong ñoù : Ra laø cöôøng ñoä cuûa theùp, Ra = 2600kG/cm2 Rn laø cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâtoâng, Rn = 130kG/cm2 Aa = 12.56 x10-4 m2 = 12.56 cm2 Ap = 35x35 – 12.56 = 1212.44cm2 Heä soá uoán doïc j ñöôïc tra baûng theo =0.7x17.3=12.11m Ñoä maûnh cuûa coïc : Suy ra heä soá uoán doïc : 1 Vaäy söùc chòu taûi cuûa moät coïc theo vaät lieäu : Qa(vl) =1(2600x12.56 +130x1212.44) = 190272.88 KG = 1903 kN b.Söùc chòu taûi cuûa coïc theo ñaát neàn Söùc chòu taûi giôùi haïn cuûa moät coïc laø do ma saùt maët beân( Qs ) vaø phaûn löïc ñaàu muõi coïc ( Qp ) Qult = Qs + Qp Trong ñoù : laø söùc chòu taûi do ma saùt cuûa ñaát neàn vaø coïc. Qp = Apxqp laø söùc chòu taûi cuûa muõi coïc. + Söùc chòu taûi cuûa coïc do ma saùt cuûa neàn ñaát xung quanh coïc Qs Keát quaû tính toaùn ñöôïc theå hieän trong baûng : Lôùp ñaát z m g kN/m3 gñn kN/m3 Asi m2 s'n kN/m2 C kN/m2 j 1 - sinF tanF fsi kN/m2 Qsi 2 7.4 16.33 9.7 10.4 79.9 10 5.2 0.909 0.091 16.6 172.1 3 7 20.5 10.7 9.8 153.2 24 18.9 0.677 0.342 55.9 548.2 4 2.9 20.61 10.9 4.06 206.5 8 29.3 0.51 0.562 67.2 272.7 Tổng Qsi = 992.9 (KN) + Söùc chòu taûi cuûa coïc theo cöôøng ñoä ñaát neàn Qp Qp = Apxqp Ap = 0.35x0.35 = 0.1225 m2 Döïa vaøo keát quaû khaûo saùt ñòa chaát ta coù : = 29019’= 29.320 c = 0.08 kG/m2 = 8 kN/m2 Tra baûng vaø noäi suy ta ñöôïc caùc giaù trò Nc, Nq, . Nc=35.78 Nq =21.3 .= 19.7 = 2.3x21+7.4 x9.7+7x10.7+2.9x10.9= 226.59 kN/m2 qp = 1x35.78 + 226.59x21.3 + 10.9x0.35x19.7=4937.3 kN/m2 Qp = Apxqp = 0.1225x4937.3 = 604.82 kN Toång söùc chòu taûi cuûa moät coïc theo ñaát neàn : Qult = Qs + Qp Toång söùc chòu taûi cho pheùp cuûa moät coïc theo ñaát neàn : Qa(ñn) 698.05 KN c Söùc chòu taûi cuûa coïc theo chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát neàn: - Tính söùc chòu taûi cuûa coïc theo cöôøng ñoä ñaát neàn, theo TCXD 205-1998. Qa = - Trong ñoù: ktc laø heä soá ñoä tin caäy ñöôïc laáy nhö sau: ktc =1.4 Qtc =m(mR.qp.Ap + u.åmfi.fsi.li) - qp: cöôøng ñoä tính toaùn chòu taûi cuûa ñaát ôû muõi coïc. - fsi: cöôøng ñoä tính toaùn cuûa lôùp thöù i theo maët xung quanh coïc. - m: laø heä soá laøm vieäc cuûa coïc trong ñaát laáy m =1. - mR, mfi : caùc heä soá laøm vieäc cuûa ñaát laàn löôït ôû muõi coïc vaø maët beân cuûa coïc coù keå ñeán aûnh höôûng cuûa phöông phaùp haï coïc (Tra baûng TCXD 205-1998). - li: chieàu daøy cuûa lôùp ñaát thöù i tieáp xuùc vôùi muõi coïc. - Ap , u: tieát dieän vaø chu vi coïc. - Ta coù: mR = 1 mfi = 1 u = 4x0.35 =1.4m. Ap = 0.352 = 0.1225 m2 * Xaùc ñònh cöôøng ñoä chòu taûi cuûa ñaát qp (KN/m2) qp = 0.75b(g’1.dp.A0k+a.g1.h.B0k ) g’ I = = 10.3(KN/m3) g’ I = 10.3 KN/m3 (Troïng löôïng theå tích ñaát phía treân muõi coïc) g I = 10.9 KN/m3 (Troïng löôïng theå tích ñaát phía döôùi muõi coïc) - Vôùi j1 = 26019. Tra baûng theo TCXD 205-1998 ta coù: a = 0.596 b = 0.27 A0k = 25.37 B0k = 47.26 qp= 0.75x0.27(10.3x0.35x25.37+0.596x10.9x17.3x47.26) = 1094 (KN/m2) *Ñeå tính fs ta chia ñaát thaønh töøng lôùp vôùi chieàu daøy li nhö hình veõ. Tra baûng ta coù caùc giaù trò sau: Z(m) Ñoä saâu trung bình cuûa lôùp ñaát fsi (KN/m2) Ma saùt beân cuûa coïc Z1 3.2 fs1 51 Z2 5.2 fs2 56.4 Z3 7.2 fs3 60.4 Z4 8.9 fs4 63.4 Z5 10.85 fs5 66.2 Z6 12.6 fs6 68.7 Z7 14.6 fs7 71.5 Z8 16.1 fs8 73.6 Z9 17.55 fs9 75.6 Z10 19.05 fs10 77.7 Qtc = m(mR.qp.Ap + u.åmfi.fsi.li) =1x((1x1094x0.1225)+1.4x1x(51x2+56.4x2+60.4x2+63.4x1.4+66.2x2 +68.7x2+71.5x2+73.6x1+75.6x2+77.7x0.9)) = 1718.66(KN) Vaäy: Qa = = = 1227.6(KN) 7.3. TÍNH MOÙNG 2A(M1). - Taûi troïng taùc duïng xuoáng moùng 2A - Taûi troïng maø ta giaûi khung ñöôïc laø taûi troïng tính toaùn. Muoán coù taûi troïng tieâu chuaån thì phaûi chia cho heä soá vöôït taûi laø 1.15 LOAÏI Noäi löïc Tính toaùn Tieâu chuaån MOÙNG 2A (M1) Qmax (KN) 99.2 86.3 Nmax (KN) 4377 3806 M max (KN.m) 381.5 331.7 7.3.1 Xaùc ñònh soá löôïng coïc Ñeå an toaøn, söùc chòu taûi cuûa moät coïc duøng ñeå thieát keá laø giaù trò nhoû nhaát trong 3 giaù trò Qa ñaõ tính ôû treân Qa = min → Qa = 698.05 kN Trong ñoù : laø heä soá xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa momen, choïn = 1.4. Ntt laø löïc doïc truyeàn xuoáng ñaùy ñaøi moùng. Choïn ncoïc = 9. m : Heä soá keå ñeán moâ men leäch taâm, m =1,4 - Ta choïn soá löôïng coïc trong ñaøi laø n = 9 coïc. Khoaûng caùch giöõa caùc coïc laø 3d = 1.05 m. - Kích thöôùc moùng ñöôïc choïn theo thöïc teá laø: 2.75x2.75m = 7.56m2 Sô ñoà boá trí moùng M1 (2..8mx2.8 m) .7.3.2 Kieåm tra coïc a. Kieåm tra khaû naêng chòu löïc cuûa coïc ..Kieåm tra ñieàu kieän :Pmax£Qa,Pmin³0 (coïc khoâng bò nhoå) Trong ñoù =4377+25x 1.2(2.8x2.8) + 21x 1.0(2.8x2.8)=4776.8KN = 381.5+99.2 x1.2 =500.5kN.m = 698.05 kN b. Kieåm tra coïc laøm vieäc theo nhoùm Theo Converse_Labarre, coâng thöùc hieäu öùng nhoùm coù daïng : Trong ñoù : n1 =3-soá haøng coïc trong nhoùm. n 2=3-Soá coïc trong moät haøng. Vôùi s – khoaûng caùch giöõa hai coïc tính töø taâm; s=1.05m d – chieàu daøi caïnh coïc d=0.35m. Vaäy =0.73 Söùc chòu taûi cuûa nhoùm coïc: Q=9x 0.73698.05=4586 kN >4377 kN. Vaäy nhoùm coïc ñuû khaû naêng chòu löïc. c. Kieåm tra oån ñònh neàn döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc: Ñieàu kieän Xaùc ñònh kích thöôùc moùng khoái qui öôùc: Moùng qui öôùc ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch veõ moät ñöôøng thaúng töø meùp ngoaøi cuûa coïc ngoaøi cuøng, hôïp vôùi maët thaân coïc moät goùc aûnh höôûng vôùi: lôùp φi li φixli 2 5012’ 7.4 38.48 3 18052’ 7.0 132.04 4 29019’ 2.9 85.03   φtb 14046 17.3 255.55 Suy ra = 3069’ Lqö= L1+2Lcoïctgα= 2.45+ 2x17.3tg3069= 4.68 m Bqö=B1+2Lcoctgα=2.45+ 2x17.3tg3069= 4.68 m Vaäy dieän tích cuûa moùng khoái qui öôùc :Aqö =BquLqu=18.25 m2 -Troïng löôïng tieâu chuaån cuûa khoái moùng töø ñeá ñaøi trôû leân: =23x2.2x 4.68x4.68= 1108 kN Troïng löôïng tieâu chuaån cuûa caùc lôùp ñaát töø ñeá ñaøi ñeán ñaùy khoái moùng quy öôùc: =(4.68x4.68 – 9x0.35x0.35)(7.4x9.7+7.0x10.7+2.9x10.9) = 3708(KN) Troïng löôïng tieâu chuaån cuûa 9 ñoaïn coïc trong khoái moùng quy öôùc: = 9x0.35x0.35x17.3x25= 476.8 (KN) Troïng löôïng tieâu chuaån cuûa khoái moùng quy öôùc: = 1108 + 3708 +476.8 = 5292.8 (KN) Giaù trò tieâu chuaån cuûa khoái moùng quy öôùc: = 4377/1.2 +5292.8 = 8940.3(KN) Momen tieâu chuaån taïi taâm ñaùykhoái moùng quy öôùc: Momen choáng uoán cuûakhoái moùng quy öôùc: Aùp löïc tieâu chuaån taïi ñaùykhoái moùng quy öôùc: Cöôøng ñoä tieâu chuaån cuûa ñaát neàn taïi ñaùykhoái moùng quy öôùc: = 29019’= 29.320 c = 0.033 kG/m2 = 3.3 kN/m2 A= 1.09, B= 5.36 C = 7.76 =1(1.09x4.68x10.9+5.36(5.8x19.7+7.4x9.7+7x10.7+2.9x10.9)+7.76x3.3)=1649(KN/) nhö vaäy ñaát neàn döôùi ñaùy khoái moùng quy uôùc thoaû ñieàu kieän oån ñònh: c .Kieåm tra ñoä luùn cuûa khoái moùng quy öôùc: öùng suaát taïi ñaùy khoái moùng quy uôùc do taûi troïng ngoaøi vaø taûi troïng baûn thaân khoái moùng gaây ra: öùng suaát gaây luùn taïi ñaùy khoái moùng quy uôùc: chia ñaát neàn döôùi moùng thaønh caùc lôùp coù chieàu daøy: = 0.2x 4.68=0.94m choïn h = 0.95 m ñeå tính khi ñoù phuï thuoäc vaøo tyû soá Z/B vaø L/B ta coù keát quaû baûng tính luùn: STT Lôùp ñaát zi 2zi/b l/b Ko szigl sbtzi Eoi Si (m) (kN/m²) (kN/m²) (kN/m²) (cm) 1 Lôùp IV 0.00 0.00 1.00 1.0000 194.03 368.1 34590 0.426 2 0.95 0.40 0.9640 187.04 388.3 25620 0.555 3 1.90 0.80 0.8120 157.55 408.5 16650 0.719 4 2.85 1.20 0.6220 120.69 428.7 5200 1.764 5 3.80 1.60 0.4600 89.25 449.0 1850 1.833 Toång coäng =5.297(cm) Nhö vaäy ñoä luùn S = 5.30 (cm) < Sgh = 8(cm) 7.3.3. TÍNH KEÁT CAÁU CHO ÑAØI COÏC: ö Kieåm tra xuyeân thuûng: Ta tính löïc xuyeân thuûng ôû phía nguy hieåm nhaát: Toång phaûn löïc coïc naèm ngoaøi thaùp xuyeân. 0 Vaäy: Thoaû yeâu caàu. THÁP CHỐNG XUYÊN ö Coát theùp trong ñaøi coïc: Xeùt maët ngaøm ñi qua chaân coät Moâmen do caùc coïc naèm beân phaûi maët ngaøm ,theo phöông caïnh ngaén : M=3xPmaxx0.65 = 3x607x0.65 =1183.65 (KN.m) Dieän tích coát theùp caàn thieát tính töø Moâmen M, moät caùch gaàn ñuùng nhö sau: Fa= Haøm löôïng theùp Vaäy Choïn theùp Fa=23Æ16 a120 =46.25 cm2 Moment theo phöông caïnh daøi: M=3xPtbx0.75 = 3x408.19x0.75 =919.43 (KN.m) Dieän tích coát theùp caàn thieát tính tö øMoâmen , moät caùch gaàn ñuùng nhö sau: Fa= Choïn theùp Fa=18Æ16a150 =36.2 cm2 . 7.4. KIEÅM TRA COÏC LAØM VIEÄC KHI VAÄN CHUYEÅN VAØ DÖÏNG COÏC: 7.4.1. Kieåm tra coïc khi vaän chuyeån : Khi vaän chuyeån doïc theo chieàu daøi cuûa coïc ,treân tieát dieän cuûa coïc seõ chia laøm hai mieàn :mieàn chòu neùn vaø mieàn chòu keùo.Töông öùng vôùi noù thì coát theùp trong coïc seõ chia laøm hai thôù :thôù chòu keùo vaø thôù chòu neùn Do ñoù ñeå ñaûm baûo cho coïc khoâng bò phaù hoaïi trong quùa trình vaän chuyeån thì ta phaûi tìm vò trí ñaët neo sao cho khaû naêng chòu löïc cuûa hai mieàn laø coù lôïi nhaát. Goïi x laø khoaûng caùch boá trí neo tính töø ñaàu coïc Þchieàu daøi cuûa phaàn coïc ôû giöõa hai neo laø:l=L-2x Ñieàu kieän chòu löïc hôïp lyù laø: M1=M2 Trong ñoù : Vaäy moment lôùn nhaát maø moãi thôù phaûi chòu laø: (1) 7.4.2.Kieåm tra khi döïng coïc: -Khi döïng coïc thì doïc theo chieàu daøi coïc ,coïc cuõng chòu uoán neùn . Nhieäm vuï ñaët ra laø ta phaûi xaùc ñònh ñöôïc vò trí ñaët neo hôïp lyù nhaátÞñoù laø vò trí maø coïc khoâng bò phaù hoaïi do taûi troïng baûn thaân qtt -Ta coù sô ñoà caåu döïng nhö sau: Töø sô ñoà caåu döïng coïc ,ta coù Moment lôùn nhaát do taûi troïng baûn thaân gaây ra khi caåu döïng laø taïi vò trí x=0.369L=3.321m Neân moment khi moùc caåu coïc: (2) trong Qt =13.77 KN Töø (1),(2) Þ =22.86kN.m Löôïng theùp trong moãi mieàn cuûa coïc laø: Vaäy dieän tích coát theùp ôû caû hai beân cuûa coïc laø:2Fa=5.6 cm2 Nhö vaäy ban ñaàu ta choïn 4Æ20=12.56cm2 ñuû khaû naêng chòu löïc. 7.4 3. Tính theùp laøm moùc treo : Löïc do moät nhaùnh theùp chòu khi caåu laép: P = x1.2=8.26 kN Dieän tích theùp yeâu caàu : Fa = Choïn theùp duøng laøm moùc caåu coù f = 16 mm ; Fa = 2.011 cm2 7.4.4.Tính ñoaïn theùp moùc treo neo vaøo trong coïc : Trong ñoù : U = p x d = 3.14 x 2 = 6.2 (cm) P = 8.26 kN; Rk = 10 kg/cm2 à Lneo = = Choïn Lneo = 30d = 30 x 1.6 = 48 cm >13.3cm. 7.4.5. Kieåm tra söùc chòu taûi cuûa coïc theo vaät lieäu laøm coïc. QVL = x (Rb x Fb +Ra x Fa) = 1x( 130 x1225 + 2600x12.56) = 1919 (kN) - = 1 heä soá uoán doïc - Qvl: Söùc chòu taûi cuûa coïc theo vaät lieäu. - Rb =130 kg/cm 2 ; Fb = 35 x35 = 1225 cm2 ; Ra = 2600 kg/cm2 - Fa = 12.56cm2 Vaäy Qvl = 1919 (kN) > 2.0 x Qa = 2.0 x 698.05 = 1396.1(kN) Coïc eùp khoâng bò vôõ . 7.4.6. Kieåm tra coïc chòu taûi troïng ngang: Neáu ta boû qua aùp löïc cuûa ñaát taùc duïng leân ñaøi coïc theo phöông ngang,xeùt baøi toaùn coïc daøi 17.3m, chòu: M=381.5/9 = 42.4 KN.m, H= Htt/9 = 99.2/9=11.02KN, → ñaàu coïc chòu M=42.4+11.02*1.2 =55.6 KN.m, H= 11.02 KN Moment quaùn tính tieát dieän ngang cuûa coïc: I=bxh3/12 = 12.505x10-4 m4 Ñoä cöùng tieát dieän ngang cuûa coïc: EbI= 29x106x12.505x10-4= 36265 KN.m2. Chieàu roäng qui öôùc bc cuûa coïc: bc = 1.5d+0.5 = 1.5x0.35+0.5= 1.025m. (Theo TCXD 205 khi d≥0.8m thì bc = d+1m, khi d≤0.8m thì bc =1.5d+0.5. lôùp IL e K L 1 0.297 678.2 1.5 2 0.455 773 2..2 3 0.292 675.2 3.5 4 0.241 272.3 4.1 5 0.565 500 2.0 Ktb= 541.2 13.3 K=541.2T/m2 Heä soá bieán daïng: = 0.687(m-1) Chieàu daøi tính ñoåi cuûa phaàn coïc trong ñaát: Le = αbd x 17.3 = 11.88m. Tra baûng ta coù: Ao=2.441, Bo=1.621, Co=1.751. Caùc chuyeån vò öùng vôùi löïc ñôn vò gaây ra taïi cao trình maët ñaát. Moment uoán vaø löïc caét taïi cao trình maët ñaát: H0=11.02 KN, M0 = 42.4KN.m. Chuyeån vò ngang y0 vaø goùc xoay ψ0 taïi cao trình maët ñaát: y0=H0δHH + M0 δHM = 0.00307m = 0.307 cm. ψ0 = H0δMH + M0 δMM = 0.0014 rad Giaù trò M ñöôïc tính trong baûng sau: Z Ze A3 B3 C3 D3 My(KNm) 0.000 0 0 0 1 0 1.017 0.134 0.1 0 0 1 0.1 2.178 0.267 0.2 -0.001 0 1 0.2 4.304 0.401 0.3 -0.004 -0.001 1 0.3 6.361 0.535 0.4 -0.011 -0.002 1 0.4 8.212 0.668 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.5 9.978 0.802 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.6 11.589 0.935 0.7 -0.057 -0.02 0.996 0.699 12.973 1.069 0.8 -0.085 -0.034 0.992 0.799 14.190 1.203 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 15.194 1.336 1 -0.167 -0.083 0.975 0.994 15.903 1.470 1.1 -0.222 -0.122 0.96 1.09 16.506 1.604 1.2 -0.287 -0.173 0.938 1.183 16.945 1.737 1.3 -0.365 -0.238 0.907 1.273 17.132 1.871 1.4 -0.455 -0.319 0.866 1.358 17.146 2.005 1.5 -0.559 -0.42 0.811 1.437 17.000 2.138 1.6 -0.676 -0.543 0.739 1.507 16.750 2.272 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 16.353 2.405 1.8 -0.956 -0.867 0.53 1.612 15.818 2.539 1.9 -1.118 -1.074 0.385 1.64 15.243 2.673 2 -1.295 -1.314 0.207 1.646 14.560 2.806 2.1 -1.487 -1.59 -0.01 1.627 13.806 2.940 2.2 -1.693 -1.906 -0.271 1.575 12.998 3.074 2.3 -1.912 -2.263 -0.582 1.486 12.135 3.207 2.4 -2.141 -2.663 -0.949 1.352 11.267 3.341 2.5 -2.379 -3.109 -1.379 1.165 10.376 3.475 2.6 -2.621 -3.6 -1.877 0.917 9.511 3.608 2.7 -2.865 -4.137 -2.452 0.598 8.592 3.742 2.8 -3.103 -4.718 -3.108 0.197 7.723 3.875 2.9 -3.331 -5.34 -3.852 -0.295 6.811 4.009 3 -3.54 -6 -4.688 -0.891 5.933 4.143 3.1 -3.722 -6.69 -5.621 -1.603 4.963 4.276 3.2 -3.864 -7.403 -6.653 -2.443 4.069 4.410 3.3 -3.955 -8.127 -7.785 -3.424 3.118 4.544 3.4 -3.979 -8.847 -9.016 -4.557 2.179 4.677 3.5 -3.919 -9.544 -10.34 -5.854 1.206 4.811 3.6 -3.757 -10.196 -11.751 -7.325 0.150 4.945 3.7 -3.471 -10.776 -13.235 -8.979 -0.986 5.078 3.8 -3.036 -11.252 -14.774 -10.821 -2.131 5.212 3.9 -2.427 -11.585 -16.346 -12.854 -3.411 5.345 4 -1.614 -11.731 -17.919 -15.075 -4.739 BIEÅU ÑOÀ MOMEN CUÛA COÏC CHÒU TAÛI NGANG - Ta coù : Mmax =17.146 KN.m => löôïng coát theùp caàn thieát trong coïc : => => löôïng coát theùp ñaõ boá trí ñuû khaû naêng chòu löïc (2f20, Fa = 6.284 cm2) Giaù trò Q tính trong baûng sau: Z Ze A4 B4 C4 D4 Qy(KN) 0 0 0 0 0 1 14.830 0.134 0.1 -0.005 0 0 1 14.650 0.267 0.2 -0.02 -0.003 0 1 14.180 0.401 0.3 -0.045 -0.009 -0.001 1 13.422 0.535 0.4 -0.08 -0.021 -0.003 1 12.447 0.668 0.5 -0.125 -0.042 -0.008 0.999 11.313 0.802 0.6 -0.18 -0.072 -0.016 0.997 10.019 0.935 0.7 -0.245 -0.114 -0.03 0.994 8.638 1.069 0.8 -0.32 -0.171 -0.051 0.989 7.226 1.203 0.9 -0.404 -0.243 -0.082 0.98 5.791 1.336 1 -0.499 -0.333 -0.125 0.967 4.333 1.47 1.1 -0.603 -0.443 -0.183 0.946 2.911 1.604 1.2 -0.716 -0.575 -0.259 0.917 1.575 1.737 1.3 -0.838 -0.73 -0.356 0.876 0.289 1.871 1.4 -0.967 -0.91 -0.479 0.821 -0.856 2.005 1.5 -1.105 -1.116 -0.63 0.747 -1.983 2.138 1.6 -1.248 -1.35 -0.815 0.652 -2.929 2.272 1.7 -1.396 -1.613 -1.036 0.529 -3.773 2.405 1.8 -1.547 -1.906 -1.299 0.374 -4.480 2.539 1.9 -1.699 -2.227 -1.608 0.181 -5.112 2.673 2 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 -5.583 2.806 2.1 -1.992 -2.956 -2.379 -0.345 -5.966 2.94 2.2 -2.125 -3.36 -2.849 -0.692 -6.202 3.074 2.3 -2.243 -3.785 -3.379 -1.104 -6.355 3.207 2.4 -2.339 -4.228 -3.973 -1.592 -6.409 3.341 2.5 -2.407 -4.683 -4.632 -2.161 -6.364 3.475 2.6 -2.437 -5.14 -5.355 -2.821 -6.250 3.608 2.7 -2.42 -5.591 -6.143 -3.58 -6.051 3.742 2.8 -2.346 -6.023 -6.99 -4.445 -5.824 3.875 2.9 -2.2 -6.42 -7.892 -5.423 -5.514 4.009 3 -1.969 -6.765 -8.84 -6.52 -5.152 4.143 3.1 -1.638 -7.034 -9.822 -7.739 -4.815 4.276 3.2 -1.187 -7.204 -10.822 -9.082 -4.366 4.41 3.3 -0.599 -7.243 -11.819 -10.549 -3.959 4.544 3.4 0.147 -7.118 -12.787 -12.133 -3.526 4.677 3.5 1.074 -6.789 -13.692 -13.826 -3.080 4.811 3.6 2.205 -6.212 -14.496 -15.613 -2.625 4.945 3.7 3.563 -5.338 -15.151 -17.472 -2.184 5.078 3.8 5.173 -4.111 -15.601 -19.374 -1.769 5.212 3.9 7.059 -2.473 -15.779 -21.279 -1.315 5.345 4 9.244 -0.358 -15.61 -23.14 -0.881 BIEÅU ÑOÀ LÖÏC CAÉT CUÛA COÏC CHÒU TAÛI Töø baûng tính ta thaáy : Qmax = 14.8KN + Kieåm tra ñieàu kieän tính coát ngang : k1Rkbh0 = 0.6x10x35x32 = 6720 (daN) = 67.2KN > Qmax coát ñai boá trí theo caáu taïo 7.5 TÍNH MOÙNG 2D(M2). - Taûi troïng taùc duïng xuoáng moùng 2D - Taûi troïng maø ta giaûi khung ñöôïc laø taûi troïng tính toaùn. Muoán coù taûi troïng tieâu chuaån thì phaûi chia cho heä soá vöôït taûi laø 1.15 LOAÏI Noäi löïc Tính toaùn Tieâu chuaån MOÙNG 2D (M1) Qmax (KN) 246.4 214.3 Nmax (KN) 7159.2 6225.4 M max (KN.m) 460.7 400.6 7.5.1 Xaùc ñònh soá löôïng coïc Ñeå an toaøn, söùc chòu taûi cuûa moät coïc duøng ñeå thieát keá laø giaù trò nhoû nhaát trong 2 giaù trò Qa ñaõ tính ôû treân Qa = min → Qa = 698.05 kN Trong ñoù : laø heä soá xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa momen, choïn = 1.4. Ntt laø löïc doïc truyeàn xuoáng ñaùy ñaøi moùng. Choïn ncoïc = 15 m : Heä soá keå ñeán moâ men leäch taâm, m =1,4 - Ta choïn soá löôïng coïc trong ñaøi laø n = 15 coïc. Khoaûng caùch giöõa caùc coïc laø 3d = 1.05 m. - Kích thöôùc moùng ñöôïc choïn theo thöïc teá laø: 4.9x2.8m = 13.72m2 Sô ñoà boá trí moùng M2 (4.9mx2.8m) .7.5.2 Kieåm tra coïc a. Kieåm tra khaû naêng chòu löïc cuûa coïc ..Kieåm tra ñieàu kieän :Pmax£Qa,Pmin³0 (coïc khoâng bò nhoå) Trong ñoù =7159.2+25x 1.2(4.9x2.8) + 21x 1.0(4.9x2.8)=7858.9 KN = 460.7+246.4 x1.2 =756.38 kN.m = 698.05 kN b. Kieåm tra coïc laøm vieäc theo nhoùm Theo Converse_Labarre, coâng thöùc hieäu öùng nhoùm coù daïng : Trong ñoù : n1 = 3-soá haøng coïc trong nhoùm. n 2= 5-Soá coïc trong moät haøng. Vôùi s – khoaûng caùch giöõa hai coïc tính töø taâm; s=1.05m d – chieàu daøi caïnh coïc d=0.35m. Vaäy =0.7 Söùc chòu taûi cuûa nhoùm coïc: Q=15x 0.7698.05=7329.5 kN >7159.2 kN. Vaäy nhoùm coïc ñuû khaû naêng chòu löïc. 3. Kieåm tra oån ñònh neàn döôùi ñaùy moùng khoái qui öôùc: Ñieàu kieän Xaùc ñònh kích thöôùc moùng khoái qui öôùc: Moùng qui öôùc ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch veõ moät ñöôøng thaúng töø meùp ngoaøi cuûa coïc ngoaøi cuøng, hôïp vôùi maët thaân coïc moät goùc aûnh höôûng vôùi: lôùp φi li φixli 2 5012’ 7.4 38.48 3 18052’ 7.0 132.04 4 29019’ 2.9 85.03   φtb 14046 17.3 255.55 Suy ra = 3069’ Lqö= L1+2Lcoïctgα= 4.55+ 217.3tg3069= 6.78 m Bqö=B1+2Lcoctgα=2.45+ 217.3tg3069= 4.68 m Vaäy dieän tích cuûa moùng khoái qui öôùc :Aqö =BquLqu=18.25 m2 -Troïng löôïng tieâu chuaån cuûa khoái moùng töø ñeá ñaøi trôû leân: =23x2.2x 6.78x4.68= 1605.5 kN Troïng löôïng tieâu chuaån cuûa caùc lôùp ñaát töø ñeá ñaøi ñeán ñaùy khoái moùng quy öôùc: =(6.78x4.68 – 15x0.35x0.35)(7.4x9.7+7.0x10.7+2.9x10.9) = 5329.6(KN) Troïng löôïng tieâu chuaån cuûa 15 ñoaïn coïc trong khoái moùng quy öôùc: = 15x0.35x0.35x17.3x25= 794.7 (KN) Troïng löôïng tieâu chuaån cuûa khoái moùng quy öôùc: = 1605.5+5329.6+794.7=7729.8 (KN) Giaù trò tieâu chuaån cuûa khoái moùng quy öôùc: = 7159.2/1.2 +7729.8 = 13695.8(KN) Momen tieâu chuaån taïi taâm ñaùykhoái moùng quy öôùc: Momen choáng uoán cuûakhoái moùng quy öôùc: Aùp löïc tieâu chuaån taïi ñaùykhoái moùng quy öôùc: Cöôøng ñoä tieâu chuaån cuûa ñaát neàn taïi ñaùykhoái moùng quy öôùc: = 29019’= 29.320 c = 0.08 kG/m2 = 8 kN/m2 A= 1.09, B= 5.36 C = 7.76 =1(1.09x4.68x10.9+5.36(5.8x19.7+7.4x9.7+7x10.7+2.9x10.9)+7.76x8)=1649(KN/) nhö vaäy ñaát neàn döôùi ñaùy khoái moùng quy uôùc thoaû ñieàu kieän oån ñònh: c .Kieåm tra ñoä luùn cuûa khoái moùng quy öôùc: Öùng suaát taïi ñaùy khoái moùng quy uôùc do taûi troïng ngoaøi vaø taûi troïng baûn thaân khoái moùng gaây ra: Öùng suaát gaây luùn taïi ñaùy khoái moùng quy uôùc: chia ñaát neàn döôùi moùng thaønh caùc lôùp coù chieàu daøy: = 0.2x 4.68=0.94m choïn h = 0.95 m ñeå tính khi ñoù phuï thuoäc vaøo tyû soá Z/B vaø L/B Ta coù keát quaû baûng tính luùn: STT Lôùp ñaát zi 2zi/b l/b Ko szigl sbtzi Eoi Si (m) (kN/m²) (kN/m²) (kN/m²) (cm) 1 Lôùp IV 0.00 0.00 1.44 1.0000 22.006 36.81 3459.0 0.483 2 0.95 0.40 0.9728 21.409 38.83 2562.0 0.635 3 1.90 0.80 0.8518 18.745 40.85 1665.0 0.856 4 2.85 1.20 0.6883 15.147 42.87 520.0 0.356 5 3.80 1.60 0.5396 11.874 44.90 185.0 0.432 4.75 2.00 0.4214 9.273 46.50 83.0 0.235 Toång coäng S =2.997 (cm) Nhö vaäy ñoä luùn S = 2.3 (cm) < Sgh = 8(cm) 7.5.4. TÍNH KEÁT CAÁU CHO ÑAØI COÏC: ö Kieåm tra xuyeân thuûng: ta tính löïc xuyeân thuûng ôû phía nguy hieåm nhaát: =1850.7(KN) Toång phaûn löïc coïc naèm ngoaøi thaùp xuyeân Vaäy: Thoaû yeâu caàu. SƠ ĐỒ TÍNH XUYÊN THỦNG THÁP CHỐNG XUYÊN ö Coát theùp trong ñaøi coïc: Xeùt maët ngaøm ñi qua chaân coät Moâmen do caùc coïc naèm beân phaûi maët ngaøm ,theo phöông caïnh ngaén : M=5xPtbx0.725 = 5x 431.63x0.725 =1564.65(KN.m) Dieän tích coát theùp caàn thieát tính töø Moâmen M, moät caùch gaàn ñuùng nhö sau: Fa= Haøm löôïng theùp Vaäy Choïn theùp Fa=24Æ20 a200 =75.36cm2 Moment theo phöông caïnh daøi: M=3xPmaxx1.65 + 3x(Pmax+ Ptb )/2x0.6= 3x572.5x1.65+3x0.6x(572.5+524.5)/2=3821.2(KN.m) Dieän tích coát theùp caàn thieát tính tö ø Moâmen , moät caùch gaàn ñuùng nhö sau: Fa= Choïn theùp Fa=27Æ26a100 =137.45 cm2 . .Boá trí coát theùp Chi tieát boá trí coát theùp caàu thang ñöôïc theå hieän trong baûn veõ NM - 01/02 šš&œœ