Đề tài Tính toán kết cấu cho bê tông cốt thép

óng thích hợp. MẶT CẮT ĐỊA CHẤT 6.2 THIẾT KẾ MÓNG CỌC: 6.2.1CHỌN CHIỀU SÂU ĐẶT ĐÀI : Chọn chiều sâu đài cọc dựa theo điều kiện cân bằng lực ngang với áp lực bị động phía sau đài Df > 0.7 hmim Trong đó Giả thiết : b=2 m j : góc ma sát trong của lớp đất dưới đài (j = 4o 7) g’ : Dung trọng đẩy nổi của lớp đất = 20 kN/ m3 H : áp lực ngang =13T =130 Kn tg(45o-4o 7/2) = 0.85 Ta chọn chiều sâu đặt móng là 1.6 m. (sau đó kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang) 6.2.2 CHỌN CỌC ,CHIỀU DÀI CỌC ,CẠNH CỌC : -Chọn cọc có tiết diện ngang là 30x30 cm -Chọn bê tông Mác 300 có Rn =130 kg/cm3 -Địa chất sử dụng thiết kế cọc là 30 m, chiều dài cọc là 25 m ,chiều dài đập đầu cọc là 0.8 m và chiều dài ngàm là 0.1 m . - Chia cọc thành 3 đoạn (2 đoạn 8m,1đoạn 9m),nối với nhau bằng bảng thép hàn. - Chọn thép trong cọc là 4f18 = 10.18 cm2 , Ra =2800 kg/cm2 - Mũi cọc được gia cường thêm thép f20.Thép đai ở đầu cọc được bố trí thép đai f6a = 50-100 mm .Giữ thì bố trí a= 200 mm. 6.3 TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC: 6.3.1. TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO VẬT LIỆU: Pvl = j(Rb.Ap +Rs.Fa) Trong đó : lo = 0.7x24.1 = 16.87 m ( đầu ngàm và đầu khớp ) Ap =30x30 cm2 Rn =130 daN/cm2 Ra =2800 daN/cm2 Fa = 10.18 cm2 Lo/b = 16.87/0.30 = 55.7 -> j = 0.84 Pvl =0.84x(130x302 +2800x10.18 ) = 1222.23 kN 6.3.2 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO ĐIỀU KIỆN ĐẤT NỀN: a. Theo chỉ tiêu cơ lí: Trọng đó : ktc hệ số an toàn = 1.65 m : hệ số làm việc của cọc trong đất =1 mr : hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi (A3 205-1998) lấy = 1. mf : hệ số làm việc của đất ở mặt bên cọc , đối với đất các lấy bằng 1 qp : cường độ chịu tải ở mũi cọc với h = 29 m, lớp đất 6 ta suy ra được giá trị qp = 3800 KN/m2 ( tra bảng A1 TCXD 205-1998 ). Ap : diện tích mũi cọc 0.30x0.30 =0.09 m2 U : chu vi của cọc : =(0.30+0.30)x2 = 1.2 m . li : chiều dài lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên của cọc. fi :cường độ chịu tải mặt bên của cọc . Tra bảng A2 205-1998 ta được: f2 = 6 kN/m2 ;f3 = 40.6 kN/m2;f4 = 79 kN/m2 f5 = 32 kN/m2; f6 = 63 kN/m2 tính Ĩfsi.li = 6x5.6+40.6x9+79x2.5+32x4.9+63x1 = 913.8 kN/m2 -> Qu = 1x (3800x0.09+1.2x1x913.8) = 1603.6 kN/m2 kN b. Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền: FSs = hệ số an toàn cho phần ma sát mặt bên = 2 FSp = hệ số an toàn mũi cọc =3 Ks = 1.4Ko =1.4(1-sinj) d’: ứng suất hữu hiệu tại độ sâu trung bình = h.g’ fs2 = 7.89 +1.4(1-sin4.07).(4.83x3.3)tg(4.07)= 9.48 kN/m2 fs3 = 1.59 +1.4(1-sin14.8).(4.83x5.6+9.3x4.5)tg(14.8)=34.67 kN/m2 fs4 = 2.75 +1.4(1-sin28.7).(4.83x5.6+9.3x9+9.5x1.25)tg(28.7)=60.07 kN/m2 fs5 =14.9+1.4(1-sin11.6) ( 4.83x6.6+9.3x9+9.5x2.5+9.42x2.45)tg(11.6)=55.95kN/m2 fs6 = 1.58 +1.4(1-sin29.17) ( 4.83x6.6+9.3x9+9.5x2.5+9.42x4.9+9.85x1.05)tg(29.17)=78.4 kN/m2 åfsi.li = 9.48x5.6+34.67x9+60.07x2.5+55.98x4.9+78.4x1 = 875.57 kN/m Qs = u.åfsi.li = 1.2x875.57 = 1050.68 kN Qp =Ap.qp Ap = 0.09 m2 qp = c.Nc +s’vp.Nq c : lực dính của đất ở mũi = 1.58 kN/m2 Nc, Nq , Ng : hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát của đất ư = 29.17 Þ Nc = 100 , Nq =56 tra bảng MeyerHof s’vp : ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng ở mũi . s’vp = (4.83x5.6+9.3x9+9.5x2.5+9.42x4.9+9.85x1.05) = 204.7 kN/m2 qp = 1.58x100 + 191.47x56 = 13176.66 kN Qp = 0.09x13176.66= 1275.9 kN 950.64 kN Vậy ta có các giá trị chịu tải của cọc : Qvl = 1222.3 kN Qcl = 971.88 kN Qcđ = 950.64 kN Vậy ta chọn Q để thiết kế là Q = 950.64 kN 6.4. KIỂM TRA CỌC KHI CẨU LẮP: Thép trong cọc chia ra làm hai thớ chịu nén và kéo , vì bố trí đều nên mỗi phía là 2Ư18 = 5.09 cm2 Tải trọng phân bố theo chiều dài q = 25x0.30x0.30 =2.25 (kN/m) Phản lực tại gối:V=2.25x9/2=10.125 kN Momen: M=10.125x(4.5-0.207x9)-2.25x4.52/2=3.91kNm Kiểm tra thép khi vận chuyển : Kiểm tra khi cẩu lắp : Vậy ta dùng 2 móc có vị trí móc là 0.207L cho các vị trí . Vậy lượng ta chọn thép trong cọc khi thiết kế vẫn đảm bảo trong quá trình thi công. Tính móc cẩu: Chọn f18 làm móc neo ta có [R]=2x2800x2.545=14.5 kN> V=10.12 kN 6.5. MẶT BẰNG MÓNG: 6.6. THIẾT KẾ CHO CÁC MÓNG: 1. Thiết kế móng 1: MÓNG 1 a.Tải trọng tác dụng: Chọn ra cặp nội lực theo 2 phương: Theo phương X: Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn N (kN) 2204.45 2535.12 M (kNm) 92.68 106.58 Theo phương Y: Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn N (kN) 2204.45 2535.12 M (kNm) 77.14 88.71 b Chọn sơ bộ kích thước đài: -Chọn khoảng cách giữa các cọc là 3d -Sức chịu tải của cọc là 950.64 kN -Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài là phản lực đầu cọc gây ra : = 1173.6 kN/m2 -Diện tích sơ bộ đài cọc : = 2.23 m2 -Trong đó stb = 22 (kN/m3) trọng lượng trung bình đất và đài -Trọng lượng đài và đất trên đài : 1.1x22x1.6x2.23 = 86.35 kN -Số lượng cọc cần thiết : = 4.13 -Vậy chọn số cọc là 4 cọc cho móng số 1: Tiết diện thật của đài cọc : Fd =1.9x1.9=3.61 m2 -Trọng lượng đài và đất trên đài : 157.25 kN c. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc : kN = 748.24 kN Nếu tính thêm bản thân cọc thì Pomax =748.24+53.7=801.94 kN<Pcọc=950.64kN =597.94kN>0 Vậy cọc không bị nhổ d. Kiểm tra áp lực và độ lún đáy móng qui ước : d1. Kiểm tra áp lực đáy móng khối quy ước : -Góc ma sát trong trung bình của khối móng quy ước : Trong đó : L2 = 5.6 m j2 = 4.07o L3 = 9.0 m j3 = 14.8o L4 = 2.5 m j4 = 28.7o L5 = 4.9 m j5 = 11.6o L6 = 1 m j6 = 29.17o 13.420 -Diện tích móng quy ước : Fqu =BquxAqu Bqu = (b +2Ltbx)= ( 1.6 +2x24.1x0.06) =4.8 m Aqu = (a +2Ltbx)= ( 1.6 +2x24.1x0.06) = 4.8 m Fqu =BquxAqu = 4.8x4.8=23.04 m2 a,b : là khoảng cách xa nhất 2 bên cọc Ltb : chiều dài tiếp xúc cọc -Trọng lượng cọc trong đài: Nc = n.Ac.Lc.gbt = 5x0.09x24.1x25 = 268.87 kN -Trọng lượng đài và đất trên đài : Nđ = Fqu.gtb.h = 23.04x22x1.6 = 926.64 kN -Trọng lượng của các lớp đất từ đài đến đáy khối móng quy ước = 23.04x(4.83x5.6+9.3x9.3x9+9.5x2.5+9.42x4.9+9.85x1)= 4511.6 kN -Tổng tải trọng tác dụng tại đáy móng quy ước : Ntc = Nđài+đất + Ncọc +Nđất +Ntc = 926.64+268.87+4511.6+2514.97 = 8304 kN -Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng qui ước : kN/m2 kN/m2 kN/m2 -Cường độ tiêu chuẩn của lớp đất dưới đáy móng quy uớc: trong đó m1 =1.1 ,m2 =1.3 , ktc = 1.1 bqu = 4.8m hqu = 25.7m Ctc = 1.58 kN/m3 (lớp 6) j = 29.17o (lớp 6) :A=1.0651; B = 5.2605; D = 7.6718 g’= (22x1.6+4.83x5.6+9.3x9+9.5x2.5+9.42x4.9+9.85x1)/25.7=8.3 kN/m3 1539.97 kN/m2 1.2xRtc = 1.2x 1539.97 = 1847 > smax = 365.36 (kN/m2) Þ thoã điều kiện d2. Kiểm tra độ lún dưới đáy móng quy ước: -Độ lún tính theo phương pháp chia lớp . -ứng suất gây lún tại đáy móng khối quy ước: = 354.8 (kN/m2 ) ‘tb.h = åg’.hi = (4.83x5.6+9.3x9+9.5x2.5+9.42x4.9+9.8x1)= 191.47(kN/m2 ) = 354.8-191.47 = 163.33 (kN/m2 ) -Chia lớp đất dưới đáy móng quy ước thành những lớp phân tố đồng nhất có bề dày là : hi Chọn hi = 1.5 m -Tính cho đến ≤ 0.2 Điểm Độ sâu Aqu/Bqu Z/b ko Ko. 0.2* 0 0 1 0.00 1.00 163.33 191.47 38.294 1 1.5 1 0.31 0.85 138.42 206.25 41.249 2 3 1 0.63 0.61 98.98 221.02 44.204 3 4.5 1 0.94 0.38 62.23 235.80 47.159 4 6 1 1.25 0.27 43.28 250.75 50.114 -Giới hạn nền lấy điểm ở độ sâu 6 m kể từ khối móng quy ước : -Độ lún của lớp đất phân tố -e1i : hệ số rỗng ứng với ứng suất bản thân -e2i : hệ số rỗng ứng với ứng suất tổng cộng (+) Lớp Phân lớp Chiều dầy(m) Ptb1i tbgl P2i e1 e2 Si 1 1.5 191.47 198.8575 163.33 150.876 349.734 0.610 0.591 0.018 206.25 138.42 6 2 1.5 206.25 213.6325 138.42 118.700 332.333 0.608 0.593 0.014 221.02 98.98 3 1.5 221.02 228.4075 98.98 80.603 309.011 0.606 0.596 0.009 235.80 62.23 4 1.5 235.80 243.1825 62.23 52.756 295.938 0.604 0.598 0.006 250.57 43.28 0.047 Thoã mãn điều kiện lún cho phép S = 4.7 cm < [Sgh] = 8 cm e. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang : e1. Chuyển vị ngang của đầu cọc tại cao trình đáy đài do lực ngang bằng 1 đơn vị hệ số biến dạng bc : chiều rộng qui ước cùa cọc : do d = 0.3 m bc = 1.5.b + 0.5 =1.5x0.3 +0.5 =0.95 m Eb = 2.9x107 kN/m2 (Mac 300 ) I : momen quán tính I = d4/12 = 0.34/12 = 0.000675 m4 K : hệ số nền = 6500 kN/m4 (tra bảng hệ số nền) Các hệ số : Chiều dài cọc trong biến đổi : Le = .L = 0.5x 24.1 = 11.95 m>4m Ao = 2.441 Bo = 1.621 Co = 1.751 f2/ Lực xô ngang đầu cọc tại cao trình đáy đài : Chọn hd = 1m. Ta có P1 = ’.Z1.Ko = 4.83x0.6xtg2(45o+4.07o/2) = 4.45 (kN/m2) P2 = ’.Z2.Ko = 4.83x1.6xtg2(45o+4.07o/2) = 10.1 (kN/m2) F = Ptb.S = (4.45+10.1)/2x(1x1.9)=13.87 (kN) Lực xô ngang : Hn = Htt – F =77.4–13.87 = 63.53 (kN) Lực xô ngang đầu cọc : Ho = Hn/5 = 63.53/5 = 12.71 (kN) Momen đầu cọc : Mo = Mtt/n = 106.58 /5 = 21.31 (kNm) Chuyển vị đầu cọc : yo = Ho.HH + Mo.HM 12.71x2.52x10-4 + 21.31x1.32x10-4 = 0.004 (m)<1 cm f3. Áp lực tính toán sz (kN/m2) , Momen uốn Mz (kNm) lực cắt Qz (kN) trong đó Ze : chiều sâu biến đổi = abd.Z BẢNG TÍNH ỨNG SUẤT s Z(m) Ze A1 B1 C1 D1 s(kN/m2) 0 0 1 0 0 0 0 -0.630 0.5 1 0.5 0.125 0.021 12.475 -0.882 0.7 0.999 0.7 0.245 0.057 13.374 -1.134 0.9 0.995 0.899 0.405 0.121 12.657 -1.385 1.1 0.987 1.095 0.604 0.222 10.879 -1.889 1.5 0.937 1.468 1.115 0.56 5.520 -2.141 1.7 0.882 1.633 1.421 0.812 2.626 -2.519 2 0.735 1.823 1.924 1.308 -1.256 -3.023 2.4 0.347 1.874 2.609 2.105 -5.979 -3.527 2.8 -0.385 1.49 3.128 3.288 -6.446 -4.408 3.5 -2.928 -1.272 2.463 4.98 -5.602 -5.038 4 -5.853 -5.941 -0.927 4.548 -3.223 BẢNG TÍNH MOMEN (kNm) Z(m) Ze A3 B3 C3 D3 M(kNm) 0 0 0 0 1 0 20.86 -0.630 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.5 23.821 -0.882 0.7 -0.057 -0.02 0.996 0.699 23.938 -1.134 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 23.245 -1.385 1.1 -0.222 -0.122 0.96 1.09 21.701 -1.889 1.5 -0.559 -0.42 0.881 1.437 18.878 -2.141 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 13.986 -2.519 2 -1.295 -1.314 0.207 1.646 9.355 -3.023 2.4 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 3.58 -3.527 2.8 -3.103 -4.718 -3.408 0.197 -5.934 -4.408 3.5 -3.919 -9.544 -10.34 -5.854 -3.03 -5.038 4 -1.614 -11.731 -17.919 -15.076 -4.84 BẢNG TÍNH LỰC CẮT (kN) Z(m) Ze A4 B4 C4 D4 Q(kN) 0 0 0 0 0 1 6.418 -0.630 0.5 -0.125 -0.042 -0.008 0.999 1.858 -0.882 0.7 -0.245 -0.114 -0.03 0.994 -1.306 -1.134 0.9 -0.404 -0.243 -0.082 0.98 -4.399 -1.385 1.1 -0.603 -0.443 -0.183 0.946 -7.277 -1.889 1.5 -1.105 -1.116 -0.63 0.747 -11.238 -2.141 1.7 -1.396 -1.643 -1.036 0.529 -10.717 -2.519 2 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 -12.396 -3.023 2.4 -2.339 -4.228 -3.973 -1.592 -10.866 -3.527 2.8 -2.346 -6.023 -6.99 -4.445 -8.075 -4.408 3.5 1.074 -6.789 -13.692 -13.826 -2.684 -5.038 4 9.244 -0.358 -15.611 -23.14 0.040 Dựa vào bảng kết quả tính ta có các giá trị : Qmax = 12.39 kN Mmax = 23.93 kNm N=818.11 kN Diện tích cốt thép : Vói cốt thép đã chọn gồm :4f18 có Fa= 10.18 cm2 (Ra=2800 daN/cm2) Ta bố trí cốt thép đối xứng: (2f18 mỗi bên Fa= 5.09 cm2 (Ra=2800 daN/cm2): 0.029m=2.9cm ==20.97 cm Vì x>=15.08 ,e<0.2h0=5.2 cm nên ta tính: 23 cm Ta kiểm tra điều kiện: Ne<Rnbx(h0-0.5x)+Ra’Fa’(h0-a’) VT = 2372.52 kNcm= 310882 daNcm VP = 130x30x21.73x(26-21.73/2)+2800x5.09x22 =1399213 daNcm Vậy vói cốt thép đã chọn gồm :4f18 có Fa= 10.18 cm2 (Ra=2800 daN/cm2) đã đủ khả năng chịu lực. Cốt đai cho cọc : kiểm tra khả năng chịu lực cắt của bê tông: Qmax =12.39 kN < k1.Rk.b.ho =0.6x10x35x35 = 73.5 kN ta bố trí theo cấu tạo .chọn f6a50 ,f6a100,ở đầu ,cuối có lưới thép phục vụ thi công . g. Tính đài cọc : g1/ Kiểm tra xuyên thủng của đài : -Chiều cao đài h = 1 m→ ho = 1-0.05 = 0.95 m Từ hình vẽ ta nhận thấy phạm vi đầu cọc nằm trong phạm vi tháp xuyên thủng , nên không cần kiểm tra điều kiện xuyên thủng . g2. Tính cốt thép cho đài : -Xem đài là một bản công consol có một đầu là ngàm và một đầu kia là đầu tự do , còn ngoại lực là phản lực của đầu cọc * Tính cốt thép theo phương cạnh 1: - Mômen (thiên về an toàn) = 748.241x0.65x2 = 972.71 kNm 40.63 cm2 Chọn thép 14f20 (a150) (Fa =43.9) cm2 * Tính cốt thép theo phương cạnh 2: Móng vuông cạnh 2 bố trí thép giống cạnh 1. 2. Thiết kế móng 2: MÓNG 2 a.Tải trọng tác dụng: Chọn ra cặp nội lực theo 2 phương: Theo phương X: Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn N (kN) 5059.2 4399.3 M (kNm) 168.6 146.6 Theo phương Y: Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn N (kN) 5059.2 4399.3 M (kNm) 225.4 196 b Chọn sơ bộ kích thước đài: -Chọn khoảng cách giữa các cọc là 3d -Chọn chiều sâu đặt móng là 1.8m. -Sức chịu tải của cọc là 950.64 kN (không cần tính lại sức chịu tải của cọc) -Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài là phản lực đầu cọc gây ra : = 1173.6 kN/m2 -Diện tích sơ bộ đài cọc : = 4.44 m2 -Trong đó stb = 22 (kN/m3) trọng lượng trung bình đất và đài -Trọng lượng đài và đất trên đài : 1.1x22x1.8x4.44 = 193.41 kN -Số lượng cọc cần thiết : = 8.12 -Vậy chọn số cọc là 8 cọc cho móng số 2: Tiết diện thật của đài cọc : Fd =1.8x3=5.4 m2 -Trọng lượng đài và đất trên đài : 222.16 kN c. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc : 660.16 kN = 748.73 kN Nếu tính thêm bản thân cọc thì Pomax=748.73+53.7=802.43 kN <Pcọc=950.64kN =571.58 kN>0 Vậy cọc không bị nhổ d. Kiểm tra áp lực và độ lún đáy móng qui ước : d1. Kiểm tra áp lực đáy móng khối quy ước : -Góc ma sát trong trung bình của khối móng quy ước : Trong đó : L2 = 5.4 m j2 = 4.07o L3 = 9.0 m j3 = 14.8o L4 = 2.5 m j4 = 28.7o L5 = 4.9 m j5 = 11.6o L6 = 1 m j6 = 29.17o 13.430 -Diện tích móng quy ước : Fqu =BquxAqu Bqu = (b +2Ltbx)= ( 1.5 +2x24.1x0.06) = 4.39 m Aqu = (a +2Ltbx)= ( 2.7 +2x24.1x0.06) = 5.59 m Fqu =BquxAqu = 4.49X4.99=22.42 m2 a,b : là khoảng cách xa nhất 2 bên cọc Ltb : chiều dài tiếp xúc cọc -Trọng lượng cọc trong đài: Nc = n.Ac.Lc.gbt = 8x0.09x24.1x25 = 433.8 kN -Trọng lượng đài và đất trên đài : Nđ = Fqu.gtb.h = 24.54x22x1.8 = 971.78 kN -Trọng lượng của các lớp đất từ đài đến đáy khối móng quy ước = 24.54x(4.83x5.4+9.3x9+9.5x2.5+9.42x4.9+9.85x1)= 4249.4 kN -Tổng tải trọng tác dụng tại đáy móng quy ước : Ntc = Nđài+đất + Ncọc +Nđất +Ntc = 971.78+433.8+4249.4+5059.2 = 10630.2 kN -Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng qui ước : kN/m2 kN/m2 kN/m2 -Cường độ tiêu chuẩn của lớp đất dưới đáy móng quy uớc: trong đĩ m1 =1.1 ,m2 =1.3 , ktc = 1.1 bqu = 4.49m h = 25.9m Ctc = 1.58 kN/m3 (lớp 6) j = 29.17o (lớp 6) :A=1.0651; B = 5.2605; D = 7.6718 g’= (22+1.6+4.83x5.4+9.3x9+9.5x2.5+9.42x4.9+9.85x1)/25.7=8.3 kN/m3 1547.5 kN/m2 1.2xRtc =1.2x1547.5=1857>smax = 493.38 (kN/m2) Þ thoã điều kiện chịu tải. d2. Kiểm tra độ lún dưới đáy móng quy ước: -Độ lún tính theo phương pháp chia lớp . -ứng suất gây lún tại đáy móng khối quy ước: = 433.18 (kN/m2 ) ‘tb.h = åg’.hi = (4.83x5.6+9.3x9+9.5x2.5+9.42x4.9+9.8x1)= 191.47(kN/m2 ) = 433.18-191.47 = 241.71 (kN/m2 ) -Chia lớp đất dưới đáy móng quy ước thành những lớp phân tố đồng nhất có bề dày là :chọn hi = 2 m -Tính cho đến ≤ 0.2 Điểm Độ sâu Aqu/Bqu Z/b ko ko. 0.2* 0 0 1.11 0.00 1.00 241,71 191.47 38.294 1 2 1.11 0.37 0.80 193.34 211.17 42.234 2 4 1.11 0.75 0.53 128.11 230.87 46.174 3 6 1.11 1.12 0.34 82.18 250.57 50.114 4 8 1.11 1.50 0.19 45.92 270.27 54.054 -Giới hạn nền lấy điểm ở độ sâu 8 m kể từ khối móng quy ước : -Độ lún của lớp đất phân tố -e1i : hệ số rỗng ứng với ứng suất bản thân -e2i : hệ số rỗng ứng với ứng suất tổng cộng (+) Lớp Lớp Chiều dy Ptb1i tbgl P2i e1 e2 Si 1 2 191.47 201.32 241,71 254.405 455.725 0.607 0.581 0.029 211.17 193.34 6 2 2 211.17 221.02 193.34 187.975 408.995 0.605 0.591 0.015 230.87 128.11 3 2 230.87 240.72 128.11 122.955 363.675 0.603 0.593 0.012 250.57 82.18 4 2 250.57 260.42 82.18 74.900 335.320 0.601 0.595 0.007 270.27 45.92 0.063 Thoã mãn điều kiện lún cho phép S = 7 cm < [Sgh] = 8 cm e. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang : e1. Chuyển vị ngang của đầu cọc tại cao trình đáy đài do lực ngang bằng 1 đơn vị hệ số biến dạng bc : chiều rộng qui ước cùa cọc : do d = 0.3 m bc = 1.5.b + 0.5 =1.5x0.3 +0.5 =0.95 m Eb = 2.9x107 kN/m2 (Mac 300 ) I : momen quán tính I = d4/12 = 0.34/12 = 0.000675 m4 K : hệ số nền = 6500 kN/m4 (tra bảng hệ số nền) Các hệ số : Chiều dài cọc trong biến đổi : Le = .L = 0.5x 24.1 = 11.95 m>4m Ao = 2.441 Bo = 1.621 Co = 1.751 f2/ Lực xô ngang đầu cọc tại cao trình đáy đài : Chọn hd = 1,2 m. Ta có P1 = ’.Z1.Ko = 4.83x0.6xtg2(45o+4.07o/2) = 3.4 (kN/m2) P2 = ’.Z2.Ko = 4.83x1.8xtg2(45o+4.07o/2) = 10.1 (kN/m2) F = Ptb.S = (3.4+10.1)/2x(1.2x3.85)=31.185 (kN) Lực xô ngang : Hn = Htt – F =100.24 –31.185 = 69.05 (kN) Lực xô ngang đầu cọc : Ho = Hn/8 = 69.05/8 = 8.63 (kN) Momen đầu cọc : Mo = Mtt/n = 225.4/8 = 28.17 (kNm) Chuyển vị đầu cọc : yo = Ho.HH + Mo.HM = 8.63x2.52x10-4 + 28.17x1.32x10-4 = 0.005 (m)<1 cm o = Ho.MH + Mo.MM = 8.63x1.32x10-4 + 28.17x1.132x10-4 = 0.004 (rad) f3. Áp lực tính toán sz (kN/m2) , Momen uốn Mz (kNm) lực cắt Qz (kN) trong đó Ze : chiều sâu biến đổi = abd.Z BẢNG TÍNH ỨNG SUẤT s Z(m) Ze A1 B1 C1 D1 s(kN/m2) 0 0 1 0 0 0 0 -0.630 0.5 1 0.5 0.125 0.021 7.711 -0.882 0.7 0.999 0.7 0.245 0.057 8.363 -1.134 0.9 0.995 0.899 0.405 0.121 8.033 -1.385 1.1 0.987 1.095 0.604 0.222 7.044 -1.889 1.5 0.937 1.468 1.115 0.56 3.897 -2.141 1.7 0.882 1.633 1.421 0.812 2.152 -2.519 2 0.735 1.823 1.924 1.308 -0.232 -3.023 2.4 0.347 1.874 2.609 2.105 -3.421 -3.527 2.8 -0.385 1.49 3.128 3.288 -3.640 -4.408 3.5 -2.928 -1.272 2.463 4.98 -3.459 -5.038 4 -5.853 -5.941 -0.927 4.548 -2.312 BẢNG TÍNH MOMEN (kNm) Z(m) Ze A3 B3 C3 D3 M(kNm) 0 0 0 0 1 0 14.560 -0.630 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.5 17.100 -0.882 0.7 -0.057 -0.02 0.996 0.699 17.456 -1.134 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 17.308 -1.385 1.1 -0.222 -0.122 0.96 1.09 16.621 -1.889 1.5 -0.559 -0.42 0.881 1.437 15.162 -2.141 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 12.519 -2.519 2 -1.295 -1.314 0.207 1.646 9.884 -3.023 2.4 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 6.491 -3.527 2.8 -3.103 -4.718 -3.408 0.197 -0.843 -4.408 3.5 -3.919 -9.544 -10.34 -5.854 0.598 -5.038 4 -1.614 -11.731 -17.919 -15.076 0.084 BẢNG TÍNH LỰC CẮT (kN) Z(m) Ze A4 B4 C4 D4 Q(kN) 0 0 0 0 0 1 5.080 -0.630 0.5 -0.125 -0.042 -0.008 0.999 2.286 -0.882 0.7 -0.245 -0.114 -0.03 0.994 0.320 -1.134 0.9 -0.404 -0.243 -0.082 0.98 -1.630 -1.385 1.1 -0.603 -0.443 -0.183 0.946 -3.472 -1.889 1.5 -1.105 -1.116 -0.63 0.747 -6.117 -2.141 1.7 -1.396 -1.643 -1.036 0.529 -5.972 -2.519 2 -1.848 -2.578 -1.966 -0.057 -7.150 -3.023 2.4 -2.339 -4.228 -3.973 -1.592 -6.452 -3.527 2.8 -2.346 -6.023 -6.99 -4.445 -4.925 -4.408 3.5 1.074 -6.789 -13.692 -13.826 -1.747 -5.038 4 9.244 -0.358 -15.611 -23.14 0.029 Dựa vào bảng kết quả tính ta có các giá trị : Qmax = 7.15 kN Mmax = 17.45 kNm N=782.04 kN Diện tích cốt thép : Vói cốt thép đã chọn gồm :4f18 có Fa= 10.18 cm2 (Ra=2800 daN/cm2) Ta bố trí cốt thép đối xứng: (2f18 mỗi bên Fa= 5.09 cm2 (Ra=2800 daN/cm2): 0.022m=2.2cm ==20.05 cm Vì x>=15.08 ,e<0.2h0=5.2 cm nên ta tính: 23 cm Ta kiểm tra điều kiện: Ne<Rnbx(h0-0.5x)+Ra’Fa’(h0-a’) VT = 1720.49 kNcm=168268 daNcm VP = 130x30x21.73x(26-21.73/2)+2800x5.09x22 =1399213 daNcm Vậy vói cốt thép đã chọn gồm :4f18 có Fa= 10.18 cm2 (Ra=2800 daN/cm2) đã đủ khả năng chịu lực. Cốt đai cho cọc : kiểm tra khả năng chịu lực cắt của bê tông: Qmax =7.15 < k1.Rk.b.ho =0.6x10x30x30 = 54 kN ta bố trí theo cấu tạo .chọn f6a50 , f6a100,ở đầu ,cuối có lưới thép phục vụ thi công. g. Tính đài cọc : g1/ Kiểm tra xuyên thủng của đài : -Chiều cao đài h = 1.2 m → ho = 1.2 –0.05 = 1.15 m Theo phương cạnh dài : Từ hình vẽ ta nhận thấy phạm vi đầu cọc nằm trong phạm vi tháp xuyên thủng , nên không cần kiểm tra điều kiện xuyên thủng . g2. Tính cốt thép cho đài : -Xem đài là một bản công consol có một đầu là ngàm và một đầu kia là đầu tự do , còn ngoại lực là phản lực của đầu cọc * Tính cốt thép theo phương cạnh dài: - Mômen (thiên về an toàn) = (2x748.73)x0.9+748.73x0.3 = 1572.33 kNm 54.25 cm2 Chọn thép 15f22 (a130) (Fa = 57) cm2 * Tính cốt thép theo phương cạnh ngắn: - Mômen (thiên về an toàn) = 3x748.73x0.6= 1347.8 kNm 46.5 cm2 Chọn thép 20f18 (a160) (Fa = 50.9) cm2 3. Thiết kế móng 3: MÓNG 3 a.Tải trọng tác dụng: Chọn ra cặp nội lực theo 2 phương: Theo phương X: Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn N (kN) 701.6 610.09 M (kNm) 286. 5 249.1 Theo phương Y: Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn N (kN) 701.6 610.09 M (kNm) 393.87 342.5 b Chọn sơ bộ kích thước đài: -Chọn khoảng cách giữa các cọc là 3d -Chọn chiều sâu đặt móng là 1.8m. -Sức chịu tải của cọc là 950.64 kN (không cần tính lại sức chịu tải của cọc) -Áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài là phản lực đầu cọc gây ra : = 1173.6 kN/m2 -Diện tích sơ bộ đài cọc : = 6.48 m2 -Trong đó stb = 22 (kN/m3) trọng lượng trung bình đất và đài -Trọng lượng đài và đất trên đài : 1.1x22x1.8x6.48 = 282.26 kN -Số lượng cọc cần thiết : = 12.04 -Vậy chọn số cọc là 12 cọc cho móng số 3: Tiết diện thật của đài cọc : Fd =2.4x3.3=7.92 m2 -Trọng lượng đài và đất trên đài : kN c. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc : 613.42 kN = 699.96 kN Nếu tính thêm bản thân cọc thì Pomax=699.96+53.7=753.66 kN <Pcọc=950.64kN =526.88 kN>0 Vậy cọc không bị nhổ d. Kiểm tra áp lực và độ lún đáy móng qui ước : d1. Kiểm tra áp lực đáy móng khối quy ước : -Góc ma sát trong trung bình của khối móng quy ước : Trong đó : L2 = 5.4 m j2 = 4.07o L3 = 9.0 m j3 = 14.8o L4 = 2.5 m j4 = 28.7o L5 = 4.9 m j5 = 11.6o L6 = 1 m j6 = 29.17o 13.430 -Diện tích móng quy ước : Fqu =BquxAqu Bqu = (b +2Ltbx)= ( 2.1 +2x24.1x0.06) = 5.3 m Aqu = (a +2Ltbx)= ( 3.0 +2x24.1x0.06) = 6.2 m Fqu =BquxAqu = 5.3x6.2=32.86 m2 a,b : là khoảng cách xa nhất 2 bên cọc Ltb : chiều dài tiếp xúc cọc -Trọng lượng cọc trong đài: Nc = n.Ac.Lc.gbt = 12x0.09x24.1x25 = 645.3 kN -Trọng lượng đài và đất trên đài : Nđ = Fqu.gtb.h = 34.24x22x1.8 = 1355.87 kN -Trọng lượng của các lớp đất từ đài đến đáy khối móng quy ước = 32.86x(4.83x5.4+9.3x9+9.5x2.5+9.42x4.9+9.85x1)= 6704.8 kN -Tổng tải trọng tác dụng tại đáy móng quy ước : Ntc = Nđài+đất + Ncọc +Nđất +Ntc = 1355.87+645.3+6704.8+6301.44 = 15146.2 kN -Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng qui ước : kN/m2 kN/m2 kN/m2 -Cường độ tiêu chuẩn của lớp đất dưới đáy móng quy uớc: trong đĩ m1 =1.1 ,m2 =1.3 , ktc = 1.1 bqu = 5.3m h = 25.7m Ctc = 1.58 kN/m3 (lớp 6) j = 29.17o (lớp 6) :A=1.0651; B = 5.2605; D = 7.6718 g’= (22+1.6+4.83x6.4+9.3x9+9.5x2.5+9.42x4.9+9.85x1)/25.7=8.3 kN/m3 1547.5 kN/m2 1.2xRtc =1.2x1547.5=1857>smax = 459.84 (kN/m2) Þ thoã điều kiện chịu tải. d2. Kiểm tra độ lún dưới đáy móng quy ước: -Độ lún tính theo phương pháp chia lớp . -ứng suất gây lún tại đáy móng khối quy ước: = 459.84 (kN/m2 ) ‘tb.h = åg’.hi = (4.83x5.4+9.3x9+9.5x2.5+9.42x4.9+9.8x1)= 191.47(kN/m2 ) = 459.84-191.47 = 258.37 (kN/m2 ) -Chia lớp đất dưới đáy móng quy ước thành những lớp phân tố đồng nhất có bề dày là : hi Chọn hi = 2 m -Tính cho đến ≤ 0.2 Điểm Độ sâu Aqu/Bqu Z/b ko ko. 0.2* 0 0 1.2 0.00 1.00 258.37 191.47 38.294 1 2 1.2 0.37 0.80 206.7 211.17 42.234 2 4 1.2 0.75 0.53 132.94 230.87 46.174 3 6 1.2 1.12 0.34 85.28 250.57 50.114 4 8 1.2 1.50 0.21 52.67 270.27 54.054 -Giới hạn nền lấy điểm ở độ sâu 8 m kể từ khối móng quy ước : -Độ lún của lớp đất phân tố -e1i : hệ số rỗng ứng với ứng suất bản thân -e2i : hệ số rỗng ứng với ứng suất tổng cộng (+) Lớp Phân lớp Chiều dày Ptb1i tbgl P2i e1 e2 Si 1 2 191.47 201.32 258.37 226.138 427.458 0.607 0.581 0.037 211.17 206.7 6 2 2 211.17 221.02 206.7 167.193 388.213 0.605 0.591 0.018 230.87 132.94 3 2 230.87 240.72 132.94 109.111 349.831 0.603 0.593 0.015 250.57 85.28 4 2 250.57 260.42 85.28 68.978 329.398 0.601 0.595 0.008 270.27 52.67 0.077 Thoã mãn điều kiện lún cho phép S = 7.7 cm < [Sgh] = 8 cm e. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang : e1. Chuyển vị ngang của đầu cọc tại cao trình đáy đài do lực ngang bằng 1 đơn vị hệ số biến dạng bc : chiều rộng qui ước cùa cọc : do d = 0.3 m bc = 1.5.b + 0.5 =1.5x0.3 +0.5 =0.95 m Eb = 2.9x107 kN/m2 (Mac 300 ) I : momen quán tính I = d4/12 = 0.34/12 = 0.000675 m4 K : hệ số nền = 6500 kN/m4 (tra bảng hệ số nền) Các hệ số : Chiều dài cọc trong biến đổi : Le = .L = 0.5x 24.1 = 11.95 m>4m Ao = 2.441