Đề tài Thiết kế văn phòng cho thuê địa điểm: 25 bis - Nguyễn Thị Minh Khai - Quận 1

1 25.5 80.22 2 1 160.4 S 1007.78 Sức chịu tải của cọc theo đất nền: (KN). Ptt = Qa = 635 (KN) THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC 1 – A (M 1) : Tải Trọng Tác Dụng Lên Móng: Tải trọng truyền xuống móng thông qua hệ khung tại vị trí các chân cột. Lấy tổ hợp nội lực có những nội lực nguy hiểm nhất cho móng (Nmax – Mxtư – Mytư – Qxmax – Qymax) BẢNG 2.5: BẢNG TỔ HỢP NỘI LỰC Mx (KN.m) My (KN.m) N (KN) Qx (KN) Qy (KN) Trị tính toán 49.462 91.983 4321.4 50.03 46.89 Trị tiêu chuẩn 41.22 76.65 3601.2 41.69 39.08 Xác định số lượng cọc và kích thước đài cọc: Để các cọc làm việc có hiệu quả, các cọc được bố có tim cách nhau một đoạn ³ 3d. a = 3d (m) Ap lực tính toán do phản lực đầu cọc tác dụng lên đáy đài (KN/m2 ) Diện tích sơ bộ của đáy đài cọc Fđ = (m2) Trọng lượng tính toán sơ bộ đài, đất trên đài và lực dọc tính toán đáy đài N0tt = Ntt + 1,1.γn.hm.Fđ (KN) Xác định số lượng cọc nc = (cọc) trong đó: Ntt - tải trọng tính toán; Ptt - sức chịu tải của cọc; k - hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen lấy 141.5; γn - trọng lượng riêng của nước γn=20 (KN) BẢNG2.6: XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CỌC a (m) ptt (KN/m2) Fđ (m2) N0tt (KN) nctt (cọc) ncchọn (cọc) 1.1 578.07 8.30 5343.53 11.74 12 HÌNH2.2:SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CỌC TRONG ĐÀI Diện tích thực tế của đài cọc được chọn: 2.9 x 4.0 m (Fđ = 11.6 m2) Lực dọc tính toán thực tế xác định đến cốt đáy đài N0tt = Ntt + Nđài = 5750.52(KN) Kiểm Tra Tải Trọng Dọc Trục Tác Dụng Lên Từng Cọc Trong Nhóm: Chiều cao đài hđ=1.6 (m) Chọn chiều dài cọc ngàm vào đài: h1=15 cm Môment tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đáy đài: 91.98+50.03x1.6= 172.03(KNm); 49.46+46.89x1.6= 124.48 (KNm). Theo [7] tải trọng dọc trục lớn nhất và nhỏ nhất do công trình tác dụng lên cọc trong nhóm được xác định theo công thức: (KN) trong đó: - tải trọng thẳng đứng tính toán tại đáy đài; M0y - mômen xoay quanh trục 0y tại đáy đài; M0x - mômen xoay quanh trục 0x tại đáy đài; xmax - khoảng cách từ trọng tim cọc đến trục X ymax - khoảng cách từ trọng tim cọc đến trục Y xmax = 1.65 (m); ymax = 1.65(m). (KN) (KN) (KN) Trọng lượng cọc: (KN) Kiểm tra: = 580. 824(KN) < Qa=635 (KN) (thoả) =448.34 (KN) > 0 (cọc chỉ chịu nén); Như vậy, cọc thiết kế thoả mãn điều kiện lực max truyền xuống dãy cọc biên và Nmintt > 0 nên cọc chỉ chịu nén nên không cần kiểm tra cọc chịu lực nhổ. à Điều kiện chịu tải của móng cọc đã thoả mãn và móng làm việc trong điều kiện an toàn. Tính lún cho móng cọc đài đơn (theo trạng thái giới hạn thứ hai): Tính lún cho móng cọc là tính lún cho nền đất nằm dưới mũi cọc. Nền của móng cọc gồm các lớp đất nằm trong chiều sâu chịu nén cực hạn Ha. Nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất, tải trọng của móng được truyền trên diện rộng hơn, xuất phát từ mép ngoài cọc, tại đáy đài và nghiêng một góc a được tính như sau: Xác định φtb: Ta có: Lớp 2 :j =3.64o l3 = 4.9 m Lớp 3 :j =14.06 0 l3 = 2 m Lớp 4 :j =23.160 l3 = 8 m Lớp 5 :j =31.69o l4 = 6 m trong đó: φi - góc ma sát trong của lớp đất có chiều dày hi. Xác định góc ψ: Độ lún của nền đất dưới mũi cọc do tải trọng của móng khối qui ước gây nên gồm trọng lượng của đài cọc, của cọc và của đất trong khối qui ước : HÌNH 2.3: XÁC ĐỊNH MÓNG KHỐI QUI ƯỚC Xác định chiều dài và chiều rộng khối móng qui ước: ( m); Diện tích đáy khối móng qui ước: m2 Xác định khối lượng khối móng qui ước: Trọng lượng đất trong phạm vi từ đáy đài trở lên: P=γtbhFqư Trọng lượng đất trong phạm vi từ đáy đài đến đáy khối móng qui ước (có trừ đi phần thể tích đất bị cọc choán chổ và có kể cả trọng lượng cọc): Trọng lượng lớp đất thứ i (có trừ đi phần thể tích đất bị cọc choán chổ): Trọng lượng cọc bêtông trong lớp đất thứ i: Tổng lực dọc xác định tiêu chuẩn đến đáy khối móng qui ước: BẢNG2.7: XÁC ĐỊNH LỰC DỌC DƯỚI ĐÁY MÓNG QUI ƯỚC FMqư (m2) h (m) γ (KN/m3) Ntccọc (KN) Ntcqư(KN) Ntcmqư 45.73 2.6 20 - 2378.09 Ntc2 45.73 4.9 4.42 31.80 957.60 Ntc3 45.73 2 5.98 17.58 529.22 Ntc4 45.73 8 8.61 101.19 3047.03 Ntc5 45.73 6 10.15 89.55 2696.51 NtcCocj 0.12 20.90 25.00 64.01 S 9672.46 Môment tiêu chuẩn tại tâm đáy khối móng qui ước: Moxtc = 41.2 +39.08 (21+1.6) = 924.31 (KNm) Moytc = 76.65+ 4109.(21+1.6) = 1018.88 (KNm) Độ lệch tâm: m; m. Xác định áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng qui ước (KN/m2); 327.76 (KN/m2); 252.73 (KN/m2 ); 290.25 (KN/m2). Xác định cường độ tính toán của đất tại đáy khối móng qui ước trong đó: m1, m2 :hệ số điều kiên làm việc của đất nền và công trình xác định theo Bảng 15 /[6] : m1 = 1.2, m2 = 1; Ktc = 1 :hệ số tin cậy lấy theo Điều 3.38 /[6]; A = 1.31 B = 6.232 D = 8.46 A, B, D :các hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng 14/[6] phụ thuộc vào góc ma sát trong φII của lớp đất dưới đáy khối móng qui ước: với φII = 31.690 à CII = 0.014 kG/cm2 = 1.4 KN/m2; γII = γIIđn = 2.015 - 1 g/cm3 = 10.15 KN/m3; = 7.82 KN/m3; Cường độ đất nền: à1827.85 (KN/m2) Kiểm tra: (KN/m2); (KN/m2); à Vậy nền đất dưới đáy khối móng quy ước ổn định, có thể tính toán độ lún của nền đất dưới móng cọc theo quan niệm nền biến dạng đàn hồi tuyến tính. Xác định độ lún của móng Ứng suất bản thân của khối móng qui ước: BẢNG 2.8: XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT STT hi (m) γ (KN/m3) σbtzi (KN/m2) 1 2.6 20 52.00 2 4.9 4.42 73.63 3 2 5.98 85.59 4 8 8.61 154.43 5 6 10.15 215.35 Ứng suất gây lún tại đáy khối móng qui ước: KN/m2 Vì , kiểm tra lún: Dùng phương pháp cộng lún từng lớp: Tính lún dưới đáy móng khối qui ước: Lm=7.33 m; Bm=6.23m . Áp lực bản thân tại mũi cọc: Áp lực gây lún tại tâm diện tích đáy móng khối qui ước: Tại giữa mỗi lớp đất, ta xác định các trị số: + :Áp lực bản thân + : Áp lực gây lún Trịsố ko (tra bảng 3-7/[16])ứng với 2z/Bm và tỷ số : (z tính từ đáy móng khối qui ước ) Chia nền đất dưới mũi cọc thành từng lớp có chiều dày: lấy hi=1 m Chia nền thành các lớp dày 1m lập bảng như sau: BẢNG 2.9: XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT GÂY LÚN STT Zi (m) 2z/Bm k0 σgl (KN/m2) σbt (KN/m2) 0.2*σbt (KN/m2) σztb (KN/m2) 0 0 0.00 1 74.89 215.35 43.07 37.45 1 1 0.32 0.975 73.02 225.51 45.10 73.02 2 2 0.64 0.892 66.80 245.81 49.16 66.80 3 3 0.96 0.772 57.82 276.27 55.25 57.82 4 4 1.28 0.64 47.93 316.89 63.38 47.93 S 320.47 1,279.83 255.97 283.02 Tại độ sâu z= 4m dưới đáy móng khối quy ước có : Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp: Modul biến dạng của lớp đất 4 được thống kê trong xử lý địa chất: E=11637.2 KN/m2; b=0.8 Độ lún được tính bỡi công thức: Như vậy : S =1.95 cm < [ Sgh ] = 8cm. Thỏa yêu cầu về biến dạng HÌNH 2.4: ỨNG SUẤT GÂY LÚN DƯỚI ĐÁY MÓNG QUI ƯỚC Tính Đài Cọc Và Bố Trí Thép Cho Đài Cọc: Kiểm tra xuyên thủng: Kiểm tra theo điều kiện chọc thủng : Pxt ≤ 0.75Rbt.b tb .ho . HÌNH 2.5: HÌNH THÁP CHỌC THỦNG ĐÀI CỌC Dựa vào tháp chọc thủng ta thấy các cọc đều nằm trong tháp chọc thủng, do đó không cần kiểm tra chọc thủng Tính toán cốt thép đài cọc: Chọn mặt ngàm như hình vẽ để tìm mômen lớn nhất Mmax tính toán cốt thép cho đài. Hình 2.6: SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN THÉP ĐÀI CỌC Xem dầm làm việc như dầm console ngàm ở mép cột chịu lực tập trung là phản lực đầu cọc. Phản lực đầu cọc Pi: BẢNG 2.10: Xác Định Phản Lực Đầu Cọc Pi STT Xi (m) Yi (m) Xi2 (m2) Yi2 (m2) N0tt (KN) M0ytt (KNm) M0xtt (KNm) Pi (KN) 1 -1.1 -1.65 1.21 2.72 5750.52 172.03 124.49 448.34 2 -1.1 -0.55 1.21 0.30 5750.52 172.03 124.49 455.89 3 -1.1 0.55 1.21 0.30 5750.52 172.03 124.49 463.43 4 -1.1 1.65 1.21 2.72 5750.52 172.03 124.49 470.98 5 0 -1.65 0.00 2.72 5750.52 172.03 124.49 467.89 6 0 -0.55 0.00 0.30 5750.52 172.03 124.49 475.44 7 0 0.55 0.00 0.30 5750.52 172.03 124.49 482.98 8 0 1.65 0.00 2.72 5750.52 172.03 124.49 490.53 9 1.1 -1.65 1.21 2.72 5750.52 172.03 124.49 487.44 10 1.1 -0.55 1.21 0.30 5750.52 172.03 124.49 494.99 11 1.1 0.55 1.21 0.30 5750.52 172.03 124.49 502.53 12 1.1 1.65 1.21 2.72 5750.52 172.03 124.49 510.08 Tổng 9.68 18.15 Moment theo phương cạnh dài M: MI = Sri Pi ri : khoảng cách từ trục cọc thứ i đến mép cọc Moment: M= 0.3x(463.43+482.98+502.53)+1.1x(470.98+490.53+510.08)=2053.43 (KNm) Cốt thép: mm2 Bố trí 24Ф18(a120 cm), Fa = 61.04 (cm2).Bố trí cho cả hai phương. Moment theo phương cạnh ngắn M: MI = Sri Pi ri : khoảng cách từ trục cọc thứ i đến mép cọc Moment: M=1.1x(487..44+494.99+510.58) =1641.76 (KNm) Cốt thép: mm2 Bố trí 27Ф16(a150 cm), Fa = 54.26 (cm2).Bố trí cho cả hai phương Tính Toán Cọc Chịu Tác Dụng Của Tải Trọng Ngang [7]: BẢNG 2.11: TỔ HỢP NỘI LỰC Mx (KN.m) My (KN.m) Qx (KN) Qy (KN) Trị tính toán 49.462 91.983 50.03 46.89 Trị tiêu chuẩn 41.22 76.65 41.69 39.08 Lực ngang Hx, Hy tác dụng lên đầu cọc ở đáy đài: BẢNG 2.12: XÁC ĐỊNH LỰC NGANG TÁC DỤNG LÊN ĐẦU CỌC Hy (KN) Hx (KN) Trị tính toán 3.91 4.17 Trị tiêu chuẩn 3.26 3.47 Tính toán cọc chịu tải trọng ngang theo biến dạng theo điều kiện: trong đó: . - chuyển vị ngang (m) và góc xoay (radian) của đầu cọc, xác định theo tính toán. - giá trị giới hạn cho phép của chuyển vị ngang và góc xoay của đầu cọc, được qui định trong nhiệm vụ thiết kế nhà và công trình. Sơ Đồ Tính: δ MH δ MH δ MH MH δ L M H f f HÌNH 2.7: SƠ ĐỒ TÍNH LỰC NGANG TÁC DỤNG LÊN ĐẦU CỌC Chuyển vị ngang (m) và góc xoay (radian) của đầu cọc, được xác định theo công thức: ; ; với: ; ; ; ; ; trong đó: Eb - môđun đàn hồi của bêtông (B20) Eb = 270´105 KN/m2; bc - Chiều rộng quy ước bc: theo TCXD 205-1998: +d +d I - mômen quán tính tiết diện ngang của cọc m4; K - hệ số tỉ lệ, phụ thuộc vào loại đất xung quanh cọc và đặc trưng của nó được xác định theo Bảng G.1/[7]. Khi tính toán cọc chịu tải trọng ngang, thực chất cọc chỉ làm việc với một đoạn cọc có chiều dài tính từ đáy của đài cọc gọi là chiều sâu ảnh hưởng của nền đất khi cọc chịu lực ngang. Chiều sâu ảnh hưởng được xác định theo công thức thực nghiệm: m. Hệ số tỷ lệ K: K = 1500 KN/m4 abd - hệ số biến dạng (1/m) .A0, B0, C0 - các hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng G.2 [7] phụ thuộc váo chiều sâu tính đổi của phần cọc trong đất m; à A0 = 2.441, B0 = 1.621, C0 = 1.751; dHH - chuyển vị ngang của tiết diện bởi lực H0 = QCtt = 1 m/KN; dMM - góc xoay của tiết diện bởi mômen M0 = MCtt = 1 1/(KNm); dMM - chuyển vị ngang và góc xoay của tiết diện bởi mômen M0 = MCtt = 1 và lực H0 = QCtt = 1: 1/KN; - chuyển vị ngang của tiết diện ngang cọc tại cao trình đáy đài (đài thấp); - góc xoay của tiết diện ngang cọc tại cao trình đáy đài (đài thấp); H0 - giá trị tính toán của lực cắt tại đầu cọc, lấy H0 = H = QCtt; M0 - giá trị tính toán của mômen tại đầu cọc; M0 = Mng + QCtt´l0 - chiều dài đoạn cọc (m) từ đáy đài đến mặt đất, cọc đài thấp . Theo sơ đồ bố trí cọc trong đài, theo mỗi phương của đài đều có số lượng hàng cọc là 2 hàng và chiều cao của đài cọc là hđ = 1.6m. Do đó có thể xem cọc được ngàm cứng vào đài cọc và loại trừ khả năng xoay của đầu cọc ()[7]. Tính mômen ngàm Mng tác dụng tại vị trí cọc và đài. KNm; Chuyển vị ngang của tiết diện cọc: mm < 10 mm (thỏa); à vậy cọc thoả mãn điều kiện chuyển vị ngang. Kiểm tra lại chuyển vị xoay của đầu cọc: Với : (rad); à giá trị chuyển vị xoay của đầu cọc gần bằng 0, nên việc tính toán đã làm là đúng. Xác định áp lực tính toán, mômen uốn, lực cắt và lực dọc trong tiết diện cọc Mômen uốn Mz (T.m), lực cắt Qz (T) và lực dọc Nz (T) trong tiết diện cọc được tính toán theo các công thức sau: ; ; Nz = N; A3, B3, C3 và D3 A4, B4, C4 và D4 Các hệ số lấy theo Bảng G.3 [7] trong đó: ze – chiều sâu tính đổi: (m); z – chiều sâu thực tế vị trí tiết diện cọc trong đất tính từ đáy đài cọc đối với cọc đài thấp (m); Các giá trị Mz, Qz được tính trong bảng sau: BẢNG 2.13: XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ CÁC HỆ SỐ MÔMENT Mz Và LỰC CẮT Qz Z (m) Ze (m) A3 C3 D3 A4 C4 D4 Mz (KN.m) Q (KN) 0.00 0.0 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00 1.00 -4.52 4.17 -0.12 0.1 0.00 1.00 0.10 -0.01 0.00 1.00 -4.03 4.15 -0.23 0.2 0.00 1.00 0.20 -0.02 0.00 1.00 -3.55 4.09 -0.35 0.3 -0.01 1.00 0.30 -0.05 0.00 1.00 -3.08 4.00 -0.47 0.4 -0.01 1.00 0.40 -0.08 0.00 1.00 -2.62 3.87 -0.59 0.5 -0.02 1.00 0.50 -0.13 -0.01 1.00 -2.17 3.71 -0.70 0.6 -0.04 1.00 0.60 -0.18 -0.02 1.00 -1.75 3.51 -0.82 0.7 -0.06 1.00 0.70 -0.25 -0.03 0.99 -1.35 3.30 -0.94 0.8 -0.09 0.99 0.80 -0.32 -0.05 0.99 -0.97 3.07 -1.05 0.9 -0.12 0.99 0.90 -0.40 -0.08 0.98 -0.63 2.82 -1.17 1.0 -0.17 0.98 0.99 -0.50 -0.13 0.97 -0.32 2.56 -1.29 1.1 -0.22 0.96 1.09 -0.60 -0.18 0.95 -0.04 2.29 -1.40 1.2 -0.29 0.94 1.18 -0.72 -0.26 0.92 0.22 2.02 -1.52 1.3 -0.37 0.91 1.27 -0.84 -0.36 0.88 0.44 1.74 -1.64 1.4 -0.46 0.87 1.36 -0.97 -0.48 0.82 0.63 1.48 -1.76 1.5 -0.56 0.81 1.44 -1.11 -0.63 0.75 0.78 1.21 -1.87 1.6 -0.68 0.74 1.51 -1.25 -0.82 0.65 0.91 0.97 -1.99 1.7 -0.81 0.65 1.57 -1.40 -1.04 0.53 1.02 0.73 -2.11 1.8 -0.96 0.53 1.61 -1.55 -1.30 0.37 1.09 0.51 -2.22 1.9 -1.12 0.39 1.64 -1.70 -1.61 0.18 1.13 0.30 -2.34 2.0 -1.30 0.21 1.65 -1.85 -1.97 -0.06 1.15 0.11 -2.57 2.2 -1.69 -0.27 1.58 -2.13 -2.85 -0.69 1.14 -0.22 -2.81 2.4 -2.14 -0.94 1.35 -2.34 -3.97 -1.59 1.02 -0.47 -3.04 2.6 -2.62 -1.88 0.92 -2.44 -5.36 -2.82 0.93 -0.65 -3.28 2.8 -3.10 -3.11 0.20 -2.35 -6.99 -4.45 0.76 -0.75 -3.51 3.0 -3.54 -4.69 -0.89 -1.97 -8.84 -6.52 0.58 -0.78 -4.10 3.5 -3.92 -10.34 -5.85 1.07 -13.69 -13.83 0.16 -0.59 -4.68 4.0 -1.61 -17.92 -15.08 9.24 -15.61 -23.14 -0.02 0.02 Biểu đồ môment Biểu Đồ Lực Cắt Moment uốn lớn nhất trong cọc :Mmax=4.52 KN THIẾT KẾ MÓNG KHUNG TRỤC 1 – B (M2) : Tải Trọng Tác Dụng Lên Móng: Tải trọng truyền xuống móng thông qua hệ khung tại vị trí các chân cột. Lấy tổ hợp nội lực có những nội lực nguy hiểm nhất cho móng (Nmax – Mxtư – Mytư – Qxmax – Qymax) BẢNG 2.14: TỔ HỢP NỘI LỰC Mx (KN.m) My (KN.m) N (KN) Qx (KN) Qy (KN) Trị Tính Toán 139.64 24.077 6162.5 11.54 97.98 Trị Tiêu Chuẩn 116.37 20.06 5135.4 9.62 81.65 Xác định số lượng cọc và kích thước đài cọc: Để các cọc làm việc có hiệu quả, các cọc được bố có tim cách nhau một đoạn ³ 3d Áp lực tính toán do phản lực đầu cọc tác dụng lên đáy đài (KN/m2 ) Diện tích sơ bộ của đáy đài cọc Fđ = (m2) Trọng lượng tính toán sơ bộ đài, đất trên đài và lực dọc tính toán đáy đài N0tt = Ntt + 1,1.γn.hm.Fđ (KN) Xác định số lượng cọc nc = (cọc) trong đó: Ntt - tải trọng tính toán; Ptt - sức chịu tải của cọc; k - hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen lấy 141.5; γn - trọng lượng riêng của nước γn=20 KN BẢNG 2.15: XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CỌC a (m) ptt (KN/m2) Fđ (m2) N0tt (KN) nctt (cọc) ncchọn (cọc) 1.1 578. 14.65 8256.84 15.6 16 HÌNH 2.10:SƠ ĐỒ BỐ TRÍ CỌC TRONG ĐÀI Diện tích thực tế của đài cọc được chọn: 4 x 4 m (Fđ = 16 m2) Lực dọc tính toán thực tế xác định đến cốt đáy đài N0tt = Ntt + Nđài = 8450.5(KN) Kiểm Tra Tải Trọng Dọc Trục Tác Dụng Lên Từng Cọc Trong Nhóm: Chiều cao đài hđ=1.6 (m) Chọn chiều dài cọc ngàm vào đài: h1=15 cm Môment tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đáy đài: (KNm); (KNm). Theo [7] tải trọng dọc trục lớn nhất và nhỏ nhất do công trình tác dụng lên cọc trong nhóm được xác định theo công thức: (KN) trong đó: - tải trọng thẳng đứng tính toán tại đáy đài; M0y - mômen xoay quanh trục 0y tại đáy đài; M0x - mômen xoay quanh trục 0x tại đáy đài; xmax - khoảng cách từ trọng tim cọc đến trục X ymax - khoảng cách từ trọng tim cọc đến trục Y xmax = 1.65 (m); ymax = 1.65(m). (KN) (KN) (KN) Trọng lượng cọc: (KN) Kiểm tra: = 622.01(KN) < (KN) (thỏa) =505.46 (KN) > 0 (cọc chỉ chịu nén); Như vậy, cọc thiết kế thoả mãn điều kiện lực max truyền xuống dãy cọc biên và Nmintt > 0 nên cọc chỉ chịu nén nên không cần kiểm tra cọc chịu lực nhổ. à Điều kiện chịu tải của móng cọc đã thoả mãn và móng làm việc trong điều kiện an toàn. Tính lún cho móng cọc đài đơn (theo trạng thái giới hạn thứ hai): Tính lún cho móng cọc là tính lún cho nền đất nằm dưới mũi cọc. Nền của móng cọc gồm các lớp đất nằm trong chiều sâu chịu nén cực hạn Ha. Nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất, tải trọng của móng được truyền trên diện rộng hơn, xuất phát từ mép ngoài cọc, tại đáy đài và nghiêng một góc a được tính như sau: Xác định φtb: Ta có: Lớp 2 :j =3.64o l3 = 4.9 m Lớp 3 :j =14.06 0 l3 = 2 m Lớp 4 :j =23.160 l3 = 8 m Lớp 5 :j =31.69o l4 = 6 m trong đó: φi - góc ma sát trong của lớp đất có chiều dày hi. Xác định góc ψ: Độ lún của nền đất dưới mũi cọc do tải trọng của móng khối qui ước gây nên gồm trọng lượng của đài cọc, của cọc và của đất trong khối qui ước : Xác định chiều dài và chiều rộng khối móng qui ước: ( m); Diện tích đáy khối móng qui ước: m2 Xác định khối lượng khối móng qui ước: Trọng lượng đất trong phạm vi từ đáy đài trở lên: P=γtbhFqư Trọng lượng đất trong phạm vi từ đáy đài đến đáy khối móng qui ước (có trừ đi phần thể tích đất bị cọc choán chổ và có kể cả trọng lượng cọc): Trọng lượng lớp đất thứ i (có trừ đi phần thể tích đất bị cọc choán chổ): Trọng lượng cọc bêtông trong lớp đất thứ i: HÌNH 2.11: XÁC ĐỊNH MÓNG KHỐI QUI ƯỚC Tổng lực dọc xác định tiêu chuẩn đến đáy khối móng qui ước: BẢNG 2.16: XÁC ĐỊNH LỰC DỌC DƯỚI ĐÁY MÓNG QUI ƯỚC FMqư (m2) h (m) γ (KN/m3) Ntccọc (KN) Ntcqư (KN) Nmqư 53.80 2.6 20.00 - 2797.6436 Ntc2 53.80 4.9 4.42 42.40 1121.5562 Ntc3 53.80 2 5.98 23.43 619.8 Ntc4 53.80 8 8.61 134.93 3,568.7 Ntc5 53.80 6 10.15 119.41 3158.1918 NtcCọc 0.12 20.90 25.00 64.0 S 11329.96 Môment tiêu chuẩn tại tâm đáy khối móng qui ước: Moxtc = 116.37 +81.65 (21+1.6) = 1961.66 (KNm) Moytc = 20.06+ 9.62(21+1.6) = 237.4 (KNm) Độ lệch tâm: m; m. Xác định áp lực tiêu chuẩn tại đáy khối móng qui ước (KN/m2); 339.34 (KN/m2); 272.75 (KN/m2 ); 306.04 (KN/m2). Xác định cường độ tính toán của đất tại đáy khối móng qui ước trong đó: m1, m2 - hệ số điều kiên làm việc của đất nền và công trình xác định theo Bảng 15 /[6]: m1 = 1.2, m2 = 1; Ktc = 1 - hệ số tin cậy lấy theo Điều 3.38 /[6]; A, B, D - các hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng 14 /[6]phụ thuộc váo góc ma sát trong φII của lớp đất đáy khối móng qui ước: A = 1.31 B = 6.232 D = 8.46 với φII = 31.690 à CII = 0.014 kG/cm2 = 1.4 KN/m2; γII = γIIđn = 2.015 - 1 g/cm3 = 10.15 KN/m3; = 7.82 KN/m3; Cường độ đất nền: à KN/m2. Kiểm tra: (KN/m2); (KN/m2); à Vậy nền đất dưới đáy khối móng quy ước ổn định, có thể tính toán độ lún của nền đất dưới móng cọc theo quan niệm nền biến dạng đàn hồi tuyến tính. Xác định độ lún của móng Ứng suất bản thân của khối móng qui ước: BẢNG 2.17: XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT STT hi (m) γ (T/m3) σbtzi (T/m2) 1 2.6 20 52.00 2 4.9 4.42 73.63 3 2 5.98 85.59 4 8 8.61 154.43 5 6 10.15 215.35 Ứng suất gây lún tại đáy khối móng qui ước: KN/m2 Vì , kiểm tra lún: Dùng phương pháp cộng lún từng lớp Tính lún dưới đáy móng khối qui ước: Lm=7.33 m; Bm=7.33m . Áp lực bản thân tại mũi cọc: Áp lực gây lún tại tâm diện tích đáy móng khối qui ước: Tại giữa mỗi lớp đất, ta xác định các trị số: + :Áp lực bản thân + : Áp lực gây lún Trịsố ko (tra bảng 3-7/[16])ứng với 2z/Bm và tỷ số : (z tính từ đáy móng khối qui ước ) Chia nền đất dưới mũi cọc thành từng lớp có chiều dày: lấy hi=1 m Chia nền thành các lớp dày 1m lập bảng như sau: BẢNG 2.18: XÁC ĐỊNH ỨNG SUẤT BẢN THÂN STT Zi (m) hi (m) 2z/Bm k0 σgl (KN/m2) σbt (KN/m2) 0.2*σbt (KN/m2) σztb (KN/m2) 0 0 1 0.00 1 90.69 215.35 43.07 45.35 1 1 1 0.27 0.975 88.42 225.51 45.10 88.42 2 2 1 0.55 0.924 83.80 235.66 47.13 83.80 3 3 1 0.82 0.824 74.73 245.81 49.16 74.73 4 4 1 1.09 0.708 64.21 255.97 51.19 64.21 5 5 1 1.36 0.516 46.80 266.12 53.22 23.40 S 448.65 1,444.42 288.88 379.90 Tại độ sâu z= 5m dưới đáy móng khối quy ước có : Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp: Modul biến dạng của lớp đất 4 được thống kê trong xử lý địa chất: E=11637.2 KN/m2; b=0.8 Độ lún được tính bỡi công thức: Như vậy : S =2.61cm < [ Sgh ] = 8cm. Thỏa yêu cầu về biến dạng HÌNH 2.12: Biểu Đồ Ứng Suất Gây Lún Dưới Đáy Móng Qui Ước Tính Đài Cọc Và Bố Trí Thép Cho Đài Cọc: Kiểm tra xuyên thủng theo [10]: Kiểm tra theo điều kiện chọc thủng : Pxt ≤ 0.75Rbt.u xt .ho . HÌNH 2.13: HÌNH THÁP CHỌC THỦNG ĐÀI CỌC Dựa vào tháp chọc thủng ta thấy các cọc đều nằm trong tháp chọc thủng nên không cần kiểm tra chọc thủng Tính toán cốt thép đài cọc: Chọn mặt ngàm như hình vẽ để tìm mômen lớn nhất Mmax tính toán cốt thép cho đài. Hình 2.14: SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN THÉP ĐÀI CỌC Xem dầm làm việc như dầm console ngàm ở mép cột chịu lực tập trung là phản lực đầu cọc. Phản lực đầu cọc Pi: Bảng 2.19: Xác Định Phản Lực Đầu Cọc Pi STT Xi (m) Yi (m) Xi2 (m2) Yi2 (m2) N0tt (KN) M0ytt (KNm) M0xtt (KNm) Pi (KN) 1 -1.65 -1.65 2.72 2.72 8450.50 42.54 296.41 505.05 2 -1.65 -0.55 2.72 0.30 8450.50 42.54 296.41 518.52 3 -1.65 0.55 2.72 0.30 8450.50 42.54 296.41 531.99 4 -1.65 1.65 2.72 2.72 8450.50 42.54 296.41 545.47 5 -0.55 -1.65 0.30 2.72 8450.50 42.54 296.41 506.98 6 -0.55 -0.55 0.30 0.30 8450.50 42.54 296.41 520.45 7 -0.55 0.55 0.30 0.30 8450.50 42.54 296.41 533.93 8 -0.55 1.65 0.30 2.72 8450.50 42.54 296.41 547.40 9 0.55 -1.65 0.30 2.72 8450.50 42.54 296.41 508.91 10 0.55 -0.55 0.30 0.30 8450.50 42.54 296.41 522.39 11 0.55 0.55 0.30 0.30 8450.50 42.54 296.41 535.86 12 0.55 1.65 0.30 2.72 8450.50 42.54 296.41 549.33 13 1.65 -1.65 2.72 2.72 8450.50 42.54 296.41 510.85 14 1.65 -0.55 2.72 0.30 8450.50 42.54 296.41 524.32 15 1.65 0.55 2.72 0.30 8450.50 42.54 296.41 537.79 16 1.65 1.65 2.72 2.72 8450.50 42.54 296.41 551.27 Tổng 24.20 24.20 Moment: MI = Sri Pimax ri : khoảng cách từ trục cọc thứ i đến mép cọc Mômen: M=0.55x(531.99+533.99+535.86+537.79)+1.65x(545.87+547.40+549.33+551.27) =4796.69(KN.m) Cốt thép: mm2 Bố trí 36Ф22 (a110 cm), Fa = 136.78 cm2. Bố trí cho cả hai phương Tính Toán Cọc Chịu Tác Dụng Của Tải Trọng Ngang [7]: Tương tự như móng trục 1-A: BẢNG 2.20: TỔ HỢP NỘI LỰC Mx (KN.m) My (KN.m) Qx (KN) Qy (KN) Trò tính toaùn 49.462 91.983 50.03 46.89 Trò tieâu chuaån 41.22 76.65 41.69 39.08 Lực ngang Hx, Hy tác dụng lên đầu cọc ở đáy đài: BẢNG 2.21: XÁC ĐỊNH LỰC NGANG TÁC DỤNG LÊN ĐÀU CỌC Hy (KN) Hx (KN) Trị tính toán 6.12 0.72 Trị tiêu chuẩn 5.10 0.60 Tính toán cọc chịu tải trọng ngang theo biến dạng theo điều kiện: trong đó: . - chuyển vị ngang (m) và góc xoay (radian) của đầu cọc, xác định theo tính toán. - giá trị giới hạn cho phép của chuyển vị ngang và góc xoay của đầu cọc, được qui định trong nhiệm vụ thiết kế nhà và công trình. Sơ Đồ Tính: δ MH δ MH δ MH MH δ L M H f f HÌNH 2.15: SƠ ĐỒ TÍNH LỰC NGANG TÁC DỤNG LÊN ĐẦU CỌC Khi tính toán cọc chịu tải trọng ngang, thực chất cọc chỉ làm việc với một đoạn cọc có chiều dài tính từ đáy của đài cọc gọi là chiều sâu ảnh hưởng của nền đất khi cọc chịu lực ngang. Chiều sâu ảnh hưởng được xác định theo công thức thực nghiệm: m. Hệ số tỷ lệ K: K = 1500 KN/m4 abd - hệ số biến dạng (1/m) .A0, B0, C0 - các hệ số không thứ nguyên lấy theo Bảng G.2/[7] phụ thuộc váo chiều sâu tính đổi của phần cọc trong đất m; à A0 = 2.441, B0 = 1.621, C0 = 1.751; dHH - chuyển vị ngang của tiết diện bởi lực H0 = QCtt = 1 m/KN; dMM - góc xoay của tiết diện bởi mômen M0 = MCtt = 1 1/(KNm); dMM - chuyển vị ngang và góc xoay của tiết diện bởi mômen M0 = MCtt = 1 và lực H0 = QCtt = 1: 1/KN; - chuyển vị ngang của tiết diện ngang cọc tại cao trình đáy đài (đài thấp); - góc xoay của tiết diện ngang cọc tại cao trình đáy đài (đài thấp); H0 - giá trị tính toán của lực cắt tại đầu cọc, lấy H0 = H = QCtt; M0 - giá trị tính toán của mômen tại đầu cọc; M0 = Mng + QCtt´l0 - chiều dài đoạn cọc (m) từ đáy đài đến mặt đất, cọc đài thấp . Theo sơ đồ bố trí cọc trong đài, theo mỗi phương của đài đều có số lượng hàng cọc là 2 hàng và chiều cao của đài cọc là hđ = 1.6m. Do đó có thể xem cọc được ngàm cứng vào đài cọc và loại trừ khả năng xoay của đầu cọc ()[21]. Tính mômen ngàm Mng tác dụng tại vị trí cọc và đài. KNm; Chuyển vị ngang của tiết diện cọc: 2.82 mm < 10 mm (thỏa); à vậy cọc thoả mãn điều kiện chuyển vị ngang. Kiểm tra lại chuyển vị xoay của đầu cọc: Với : (rad); à giá trị chuyển vị xoay của đầu cọc gần bằng 0, nên việc tính toán đã làm là đúng. Xác định áp lực tính toán, mômen uốn, lực cắt và lực dọc trong tiết