Đồ án Thiết kế trụ sở nhà khách và văn phòng

thường hạn chế. CHỌN CÁC CẶP NỘI LỰC TÍNH TOÁN - Từ kết quả giải và tổ hợp nội lực của khung, ta chọn ra các cặp nội lực tại các chân cột để tính móng. - Ta chọn cặp nội lực Nmax – Mtu, Qtu tại chân cột của các trục A, B, C, D của khung trục 6 để tính móng. Nội lực tại chân cột khung trục 6 theo phương X: CHỌN TIẾT DIỆN CỌC, CHIỀU DÀI CỌC VÀ CHIỀU SÂU ĐẶT MÓNG Dựa vào tài liệu báo cáo địa chất, chọn mũi cọc tựa trên lớp cát hạt vừa lẫn bột, trạng thái chặt vừa (lớp đất thứ 7). Lựa chọn tiết diện cọc: + Chọn tiết diện ngang cọc : (30x30)cm. + Chiều dài cọc : Lc = 18 m. + Thép trong cọc dùng 4f16, chọn thép CII, có Ra = 2600 kG/cm2. + Bêtông mác 300 có Rn = 130 kG/cm2 . Chọn chiều sâu đặt đài cọc thỏa điều kiện móng cọc đài thấp. Chọn hm = 2 m (kể từ mặt đất tự nhiên). Đoạn cọc ngàm vào đài : 0.5 m. Trong đó: + đoạn chôn vào đài :10 cm. + đoạn đập đầu cọc : 40 cm. Chiều dài thực tế của cọc : 18 – 0.5 =17.5(m). XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC Theo điều kiện độ bền của đất nền - Sức chịu tải của cọc ma sát là do ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất bao quanh và của đất nền ở chân cọc tạo ra. fgh = m(mR.R.Fb + uSmf.fi.li) trong đó: + m - hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, m = 1; + mR - hệ số điều kiện làm việc của đất ở dưới mũi cọc, mR = 1; + Fb - diện tích tiết diện ngang của cọc, Fb = 0.32 = 0.09(m2); + mf - hệ số điều kiện làm việc của đất bên hông cọc, mf = 0.9; + u - chu vi tiết diện ngang cọc. u = 4d = 4.0.3 = 1.2(m); + fi - cường độ tính toán của lớp đất thứ i theo mặt xung quanh cọc, fi (T/m2); Được xác định bằng cách chia các lớp đất mà cọc xuyên qua thành những lớp phân tố có chiều dày li £ 2m. Tra bảng 6.2 sách “ Hướng Dẫn Đồ Án Nền và Móng ” của GS – TS Nguyễn Văn Quảng; + li - chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc; + R - cường độ tính toán của đất dưới chân cọc, R ( T/m2). Xác định cường độ tính toán của đất nền dưới mũi cọc Độ sâu mũi cọc: Z = 17.5+ 2.0 = 19.5(m). Cát mịn đến vừa trạng thái bời rời. Tra bảng 6.2 ta được: R = 476(T/m2) Xác định cường độ tính toán của các lớp đất theo mặt bên của cọc Sức chịu tải của cọc theo đất nền: . Sức chịu tải cho phép của cọc tính toán. Theo điều kiện độ bền của vật liệu fvl = j(Rb.Fb + Ra.Fa) trong đó: + j - Hệ số uốn dọc khi móng cọc đài thấp, cọc xuyên qua lớp đất không phải bùn hoặc than, j = 1; + Rb, Ra - Cường độ chịu nén tính toán của bêtông, của cốt thép; + Fb, Fa - Diện tích tiết diện ngang của bêtông, của cốt thép dọc. Các giá trị Rb, Ra, Fb, Fa như sau: Rb = 130 kG/cm2 = 1300 (T/m2); Fb = 0.32 = 0.09 (m2); Ra = 2600 kG/cm2 = 26000 (T/m2); Fb = 4x2.011 = 8.044(cm2) = 8.044x10-4 (m2) ( thép 4f16). - Vậy khả năng chịu lực của cọc theo vật liệu: fvl =1(1300 x 0.09 + 26000 x 8.044x10-4). fvl = 137.91(T). So sánh 2 giá trị: fgh = 128.44 (T) < fvl = 137.91(T). Vậy khả năng chịu tải của cọc lấy theo điều kiện đất nền f0 = 91.74 (T) để đưa vào tính toán. KIỂM TRA CỌC KHI VẬN CHUYỂN VÀ CẨU LẮP Kiểm tra cọc khi vận chuyển - Xem cọc như dầm đơn giản chịu tải trọng phân bố đều. . trong đó: n - Hệ số vượt tải; gc - Khối lượng riêng của BTCT làm cọc; Fc - Diện tích tiết diện ngang cọc. - Mômen lớn nhất khi vận chuyển cọc . - Kiểm tra khả năng chịu lực của tiết diện. trong đó: + Rn = 130 (kG/cm2) = 1300 (T/m2); + Fa = 4x2.011 = 8.044(cm2) = 8.044x10-4 (m2) ( thép 4f16); + h0 = 30 – 5 = 25(cm) =0.25(m); + ; + ; + . Như vậy: . Do đó cọc đảm bảo chịu lực khi vận chuyển. Kiểm tra cọc khi cẩu lắp Vị trí vật kê cách đầu cọc: 0.294L = 0.294x9=2.646(m). Mômem lớn nhất khi cẩu lắp cọc. Như vậy: . Do đó cọc đảm bảo khi cẩu lắp. Vậy cốt thép trong cọc đã chọn thỏa mãn điều kiện vận chuyển và cẩu lắp. Tính thép cho móc treo Lực do một nhánh thép chịu khi cẩu lắp. . Diện tích thép yêu cầu: . Chọn f16 (Fa = 2.011cm2). Tính toán thép móc treo neo vào cọc Điều kiện để móc treo không trị trượt. trong đó: + P =1.116(T); + u = p.d = 3.14x1.6= 5.024(cm); + t :lực bám dính giữa bêtông và cốt thép, lấy t =20(kG/cm2 ). Þ Chọn đoạn neo . TÍNH TOÁN MÓNG Từ giá trị nội lực tại chân cột và sức chịu tải của cọc vừa tính toán ở trên, ta phân chia ra làm 2 loại móng M1 và M2. Giá trị tính toán cọc theo phương X: TÍNH MÓNG M1(D-6) Tải trọng tác dụng: . Với: n =1.1: hệ số độ tin cậy. Bảng xác định giá trị tiêu chuẩn tại chân cột 1.Tính toán sơ bộ kích thước đài cọc - Sức chịu tải giới hạn cọc - Sức chịu tảicho phép - Một cọc dưới đáy đài chịu tối đa một diện tích a x a = 0.9x0.9 =0.81(m2). với: a - khoảng cách giữa các cạnh cọc. a = 3d =3x0.3 =0.9(m) - Gia ûsử ta sử dụng hết sức chịu tải cho phép (f0). Vậy 1 m2 đáy đài phải chịu: với Ptb - ứng suất trung bình của đáy đài. Tải trọng thực tác dụng lên đáy đài: . với: gbt - dung trọng trung bình của đài và đất đắp lên đài, gbt = 2(T/m3); h - chiều sâu đặt móng (tính từ cốt ±0.00), h = 2.0 (m); n - hệ số độ tin cậy, n = 1.1. Do đó: . Diện tích đáy đài cọc sơ bộ được xác định theo công thức: . Trọng lượng của đài cọc và đất đắp trên đài. . Tải trọng tính toán trên đài. . 1.1.Xác định số lượng cọc trong móng Do móng chịu tải lệch tâm, nên số lượng cọc cần thiết được xác định theo công thức : (cọc). với: b = 1.1 ¸1.7: hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen khi tính toán cọc. Vậy chọn nc = 5 (cọc). 1.2.Cấu tạo đài cọc Khoảng cách giữa các cọc : . Kiểm tra lại kích thước đài cọc: Diện tích thực đài cọc. . Tải trọng thực tác dụng lên đài cọc. . Tải trọng tính toán được tính lại. . Kiểm tra lại điều kiện: . Vậy kích thước móng đã chọn là hợp lý. 2. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc dãy biên Tải trọng truyền xuống đáy móng. . Tải trọng tác dụng lên đầu cọc biên. trong đó: + xmax = 0.8(m); + . Vậy : . + + Trọng lượng tính toán của cọc. . Kiểm tra điều kiện lực tác dụng lớn nhất truyền xuống dãy móng biên. . . Vậy cọc đủ khả năng chịu tải. Kiểm tra điều kiện lực tác dụng nhỏ nhất truyền xuống dãy móng biên. (kiểm tra điều kiện chống nhổ). Þ không cần kiểm tra cọc chống nhổ. 3. Kiểm tra lực tác dụng lên đất nền dưới mũi cọc(theo điều kiện biến dạng) 3.1. Xác định kích thước móng khối quy ước Xác định góc ma sát trong trung bình của các lớp đất mà cọc xuyên qua. - Góc truyền lực: Chiều rộng móng khối quy ước. với: Bđ = 1.5 (m): chiều rộng đài cọc; D = 0.3(m): bề rộng cọc; H = 17.5(m): chiều dài cọc tính từ đáy đài. Do đó : . Chiều dài móng khối qui ước. . với: Lđ =1.5(m):chiều dài đài cọc. Do đó : . Chiều cao móng khối qui ước. . Trọng lượng móng khối qui ước từ đáy đài trở lên. Þ . Trị tiêu chuẩn trọng lượng cọc : cọc(30x30)cm, dài 17.5(m). Trọng lượng khối móng qui ước trong phạm vi các lớp đất từ đáy đài cọc đến đáy mũi cọc chưa kể đến trọng lượng cọc ( phải trừ đi phần thể tích đất bị cọc choán chổ). . trong đó: + hi : chiều sâu lớp đất thứ i; + gi : dung trọng tự nhiên lớp đất thứ i; + BM = 3.92(m): chiều rộng móng khối qui ước; + LM = 4.82(m): chiều dài móng khối qui ước; + Fc = 0.09(m2): diện tích tiết diên ngang cọc; + nc = 5: số lượng cọc trong móng. Lớp đất thứ 2: h2 = 0.7(m), g2 = 0.875(T/m3). . Lớp đất thứ 3: h3 = 1.3(m), g3 = 0.981(T/m3). . Lớp đất thứ 4: h4 = 2.5(m), g4 = 0.953(T/m3). . Lớp đất thứ 5: h5 = 3.2(m), g5 = 0.914(T/m3). . Lớp đất thứ 6a: h6a = 2.8(m), g6a = 0.964(T/m3). . Lớp đất thứ 6b: h6b = 1.7(m), g6b = 0.891(T/m3). . Lớp đất thứ 7a: h7a = 3.3(m), g7a = 0.929(T/m3). . Lớp đất thứ 7b: h7b = 2.0(m), g7b = 0.986(T/m3). . Vậy tổng trọng lượng khối móng qui ước trong phạm vi các lớp đất từ đáy đài đến mũi cọc. . - Trọng lượng của các cọc trong phạm vi các lớp đất. với: : trọng lượng tiêu chuẩn của các cọc; Lc =17.5(m) : tổng chiều dài cọc; nc =5(cọc) : số cọc trong móng; hi (m) : chiều sâu lớp đất thứ i. Lớp đất thứ 2: h2 = 0.7(m). Lớp đất thứ 3: h3 = 1.3(m). Lớp đất thứ 4: h4 = 2.5(m). Lớp đất thứ 5: h5 = 3.2(m). Lớp đất thứ 6a: h6a = 2.8(m). . Lớp đất thứ 6b: h6b = 1.7(m). Lớp đất thứ 7a: h7a = 3.3(m). Lớp đất thứ 7b: h7b = 2.0(m). Vậy tổng trọng lượng cọc trong các lớp đất. . Trọng lượng khối móng qui ước. Þ - Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy móng khối qui ước. . Mômen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm khối móng qui ước (theo phương Y). . - Độ lệch tâm theo phương cạnh dài. . Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng khối qui ước. . Þ . Þ . Þ . 3.2. Xác định cường độ tính toán của đất ở đáy móng khối qui ước Công thức tính toán có dạng như sau: trong đó: + ktc = 1: hệ số độ tin cậy (các chỉ tiêu cơ lý đất nền xác định từ kết quả khảo sát địa chất công trình); + m1, m2: tra bảng tài liệu [4]; m1 =1.3: hệ số điều kiện làm việc của đất (tra bảng 3-1); m2 = 1: hệ số điều kiện làm việc của công trình (vì công trình không thuộc loại tuyệt đối cứng); gII = 0.986(T/m2): trọng lượng riêng của lớp đất nằm dưới mũi cọc; : trọng lượng riêng trung bình của các lớp đất từ mũi cọc trở lên. . Lớp đát thứ 1: h1 = 1.5(m), gt =1.811(T/m3), gđn =0.875(T/m3), lớp 1 có mực nước ngầm tại cao độ 0.8m. . Lớp đất thứ 2: h2 = 1.2(m), gđn =0.875(T/m3) . . Lớp đất thứ 3: h3 = 1.3(m), gđn =0.981(T/m3) . . Lớp đất thứ 4: h4 = 2.5(m), gđn =0.953(T/m3) . . Lớp đất thứ 5: h5 = 3.2(m), gđn =0.914(T/m3) . . Lớp đất thứ 6a: h6a = 2.8(m), gđn =0.964(T/m3) . . Lớp đất thứ 6b: h6b = 1.7(m), gđn =0.891(T/m3) . . Lớp đất thứ 7a: h7a = 3.3(m), gđn =0.929(T/m3) . . Lớp đất thứ 7b: h7b = 2.0(m), gđn =0.986(T/m3) . . Do đó: . + CII - lực dính của lớp đất dưới mũi cọc, CII = 0.28(T/m2); + jII - góc ma sát trong của lớp đất dưới mũi cọc, jII = 29030’ tra bảng ta được gía trị A = 1.1, B = 5.41, D =7.81; + HM - chiều cao móng khối qui ước, HM = 19.5(m); + Trị số 1.1 là kể đến sự tăng trọng lượng riêng đất do đóng cọc; + Số 3 kể đến sự tăng lực dính C. Thay các giá trị vào công thức tính cường độ đất nền ta được. Suy ra: . Thỏa mãn điều kiện: +. +. Kết luận: Vậy ta có thể tính toán được độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính. Trường hợp này đất nền từ chân cọc trở xuống có chiều dày lớn, đáy của khối móng qui ước có diện tích bé nên ta dùng mô hình nền là nửa không gian biến dạng tuyến tính để tính toán. 4.Kiểm tra độ lún - Điều kiện: Ứng suất do trọng lượng bản thân tại đáy các lớp đất phân bố . Lớp đất thứ i Li (m) gi (T/m3) sibt = li.gi (T/m2) sibt + si+1bt (T/m2) 1 0.7 1.811 1.968 1.968 0.8 0.875 2 1.2 0.875 1.050 3.018 3 1.3 0.981 1.275 4.293 4 2.5 0.953 2.383 6.676 5 3.2 0.914 2.925 9.601 6a 2.8 0.964 2.699 12.300 6b 1.7 0.891 1.515 13.815 7a 3.3 0.929 3.066 16.880 7b 2.0 0.986 1.972 18.852 Vậy ứng suất do trọng lượng bản thân tại đáy móng khối qui ước. . Ứng suất gây lún ở đáy móng khối qui ước. . Tính lún bằng phương pháp phân tầng cộng lún. Chia đất nền dưới đáy móng khối qui ước thành các lớp đất bằng nhau và bằng: . - Ứng suất gây lún tại từng vị trí. . - Ứng suất do trọng lượng bản thân tại từng vị trí. . trong đó: k0 : tra bảng phụ thuộc vào hệ 2.Z/BM và LM/BM. BẢNG XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU GIỚI HẠN VÙNG CHỊU NÉN TÍNH TỪ ĐÁY KHỐI MÓNG QUI ƯỚC Điểm Độ sâu Z(m) 2Z/BM LM/BM K0 sZgl (T/m2) sZbt (T/m2) 0.2sZbt (T/m2) 0 0.000 0 1.23 1 18.298 18.852 3.7704 1 0.784 0.4 1.23 0.9686 17.7234 19.6250 3.9250 2 1.568 0.8 1.23 0.8327 15.2367 20.3980 4.0796 3 2.352 1.2 1.23 0.6565 12.0126 21.1710 4.2342 4 3.136 1.6 1.23 0.5014 9.1746 21.9441 4.3888 5 3.92 2.0 1.23 0.3843 7.0319 22.7171 4.5434 6 4.704 2.4 1.23 0.2987 5.4656 23.4901 4.6980 7 5.488 2.8 1.23 0.2362 4.3219 24.2631 4.8526 Tính từ đáy khối móng qui ước tại độ sâu z =5.488 m có: Þ Hcn = 5.488 m. Hệ số rỗng ứng với cấp áp lực nén tại lớp thứ 7: Aùp lực nén (T/m2) 2.5 5.0 10.0 20.0 40.0 80.0 Hệ số rỗng e 0.684 0.669 0.649 0.626 0.598 0.567 Tại phân lớp thứ nhất ta có các công thức tính toán độ lún như sau: , nội suy ta có , Độ lún tại phân lớp thứ nhất: Độ lún tại các lớp kế tiếp được lập thành bảng sau: STT lớp p1i (T/m2) p2i (T/m2) e1i e2i S (cm) 1 19.2385 37.2492 0.6277 0.6018 1.24 2 20.0115 36.4916 0.6259 0.6029 1.11 3 20.7845 34.4092 0.6249 0.6058 0.92 4 21.5575 32.1512 0.6238 0.6089 0.71 5 22.3306 30.4338 0.6227 0.6113 0.54 6 23.1036 29.3524 0.6216 0.6129 0.42 7 23.8766 28.7704 0.6205 0.6137 0.33 Tổng 5.29 - Tra bảng tài liệu [6] đối với nhà khung bê tông cốt thép có chèn tường thì độ lún tuyệt đối lớn nhất Sgh = 8(cm), độ lún lệch tương đối DSgh =0.001. Như vậy điều kiện: đã thỏa điều kiện. - Trong phạm vi các móng thuộc khung biên, điều kiện địa chất của đất dưới các móng ít thay đổi, tải trọng căn bản tương đối giống nhau. Do vậy độ lún lệch tương đối giữa các móng trong dãy khung biên sẽ đảm bảo không vượt quá giới hạn cho phép. 5.Tính toán độ bền và cốt thép đài cọc 5.1.Tính toán chọc thủng của cột - Chiều cao làm việc tổng cộng của đài được xác định từ tài liệu [7] . trong đó: + hc = 0.5(m) : cạnh dài của tiết diện cột; + P : lực đâm thủng bằng tổng phản lực của cọc nằm ngoài phạm vi của đáy tháp đâm thủng; + h0 : chiều cao hữu ích của đài, giả thiết h0 = 1(m); + a : hệ số phụ thuộc vào tỷ số h0/C; C: khoảng cách từ mép cột đến mép hàng cọc đang xét . với: lấy . + Rk = 100(T/m2) : sức chịu kéo tính toán của bêtông. - Lực đâm thủng : - Lực chống đâm thủng: So sánh: P =434.064 (T) < Vậy đã thoã điều kiện chọc thủng của cột. - Xác định chiều cao từ công thức điều kiện chọc thủng trên Chọn h0 = 1.05(m). 5.2. Tính toán cốt thép đài cọc Mômen tương ứng với mặt ngàm I-I: . với: P3 = P6 =Pmax = 82.094(T); r1 = ymax -bc/2 = 0.9 – 0.5/2 = 0.65(m). Þ . Mômen tương ứng với mặt ngàm II-II: với: r2 = xmax -bc/2 = 0.45 – 0.5/2 = 0.2(m); P1 = Pmin =62.594(T) ; P2 =Ptb = 72.344(T). P3 =Pmax = 82.094(T). Þ. Tính thép Tính thép theo phương MI bố trí cho phương MII. trong đó : h0 = 1.2 – 0.15 = 1.05(m). Đoạn cọc ngàm vào đài cọc: 15cm. Lớp bêtông bảo vệ đài cọc: 5cm. Chọn 14f20 Þ Fa = 43.96(cm2). Khoảng cách giữa tim 2 cốt thép cạnh nhau: 100(mm). Chiều dài mỗi thanh: 2.3m. Tính thép theo phương MII bố trí cho phương MI trong đó : h0 = 1.2 – 0.15 = 1.05(m). Đoạn cọc ngàm vào đài cọc: 15cm. Lớp bêtông bảo vệ đài cọc: 5cm. Chọn 12f14 Þ Fa = 18.468(cm2). Khoảng cách giữa tim 2 cốt thép cạnh nhau: 200(mm). Chiều dài mỗi thanh: 1.4m 6. Tính toán cọc của móng chịu tải ngang - mômen - Ta chọn cặp nội lực Qmax – Ntu, Mtu tại chân cột của các trục A, B, C, D của khung trục 6 để tính cọc chịu tải trọng ngang . Nội lực tại chân cột khung trục 6 theo phương X: 6.1. Xác định tải trọng Tải trọng ngang trên mỗi đầu cọc Tải mômen trên mỗi đầu cọc - Giả sử đầu cọc ngàm cứng vào đáy bệ, đầu cọc chỉ có chuyển vị ngang không có chuyển vị xoay - Mômen quán tính tiết diện ngang của cọc : I = = ´ 0.3´ 0.33 = 0.000675 m4 - Độ cứng tiết diện ngang của cọc : Eb.I = 290´ 104´0.000675 = 1957.5 (T.m2) - Chiều rộng quy ước bc : Theo tài liệu [5] b ³ 0.8m Þ bc = d +1 b < 0.8m Þ bc = 1.5d + 0.5 =1.5´ 0.3 + 0.5 = 0.95(m) Hệ số tỷ lệ k trong công thức: Cz = k.z Chiều dài ảnh hưởng: lah =2(d+1)=2x(0.3+1)=2.6m Chiều dài ảnh hưởng đi qua 3 lớp đất :(lớp đất thứ 2, 3, 4) nên hệ số tỷ lệ k được xác định như sau: trong đó: +; K2 =275 T/m4; +; K3 =566 T/m4; +; K4 = 404 T/m4; Þ - Hệ số biến dạng : abd = = = 0.728 m-1 - Chiều dài tính đổi của phần cọc trong đất : Le = abd.L = 0.728´ 17.5= 12.74m - Các chuyển vị dHH, dHM, dMH, dMM của cọc ở cao trình đáy đài do các ứng lực đơn vị đặt tại cao trình đáy đài . dHH : chuyển vị ngang của tiết diện (m/T) bởi Ho = 1(T) dHM : chuyển vị ngang của tiết diện (1/T) bởi Mo = 1(Tm) dMH : góc xoay của tiết diện (1/T) bởi Ho = 1(T) dMM : góc xoay của tiết diện (1/Tm) bởi Mo = 1(Tm) Le = 12.74 m > 4m, cọc tựa lên đất Þ Ao = 2.441;Bo = 1.621;Co = 1.751 - Công thức tính : dHH = .Ao = ´ 2.441 = 32.32´ 10-4 (m/T) dMH = dHM = .Bo = ´ 1.621 = 15.62´ 10-4 (1/T) dMM = .Co = ´ 1.751 =12.28 ´ 10-4 (1/Tm) - Lực cắt của cọc tại cao trình đáy đài: Qtt = 7.36 T (đối với 6 cọc)Þ Hf =7.36/6= 1.227 T - Vì đầu cọc bị ngàm cứng vào đài dưới tác dụng của lực ngang, trên đầu cọc có xuất hiện momen gọi là momen ngàm: Mf== (do móng cọc đài thấp L0=0) - Chuyển vị ngang yo(m) tại cao trình đáy đài: + yo = Hf.dHH + Mf.dHM =1.227´ 32.32´ 10-4 –1.561´ 15.62´10-4= 0.001527 m - Chuyển vị của cọc ở cao trình đặt lực ngang Hf: =0.001527+0+=0.15cm (Vì L0=0, =0) Dn< [Sgh] = 1cm Như vậy cọc thoã mãn chuyển vị ngang - Mômen uốn Mz(Tm) trong các tiết diện của cọc : Mz = abd2EbIyoA3 - abdEbIyoB3 + MfC3 + D3 với : Chiều sâu tính đổi ze = abd.z EbI K abd yo yo Mf Hf 1957.5 422 0.728 0.001527 0 -1.561 1.227 Mô men uốn dọc thân cọc( Mz): z(m) ze A3 B3 C3 D3 Mz 0.000 0.0 0.000 0.000 1.000 0.000 -1.561 0.275 0.2 -0.001 0.000 1.000 0.200 -1.225 0.549 0.4 -0.011 -0.002 1.000 0.400 -0.904 0.824 0.6 -0.036 -0.011 0.998 0.600 -0.604 1.374 1.0 -0.167 -0.083 0.975 0.994 -0.111 2.060 1.5 -0.559 -0.420 0.881 1.437 -0.161 2.747 2.0 -1.295 -1.314 0.207 1.646 0.4 3.297 2.4 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 0.356 3.846 2.8 -3.103 -4.718 -3.408 0.197 0.736 4.808 3.5 -3.919 -9.544 -10.340 -5.854 0.066 5.495 4.0 -1.614 -11.731 -17.919 -15.076 0.005 Môment uốn lớn nhất trong cọc: Mmax =-1.561 Tm - Từ Mmax =-1.561 Tm (Tra bảng III.23 – Sổ tay tính toán nền móng của Nga) ta tìm được hàm lượng cốt thép trong cọc : = 0.04% - Diện tích cốt thép trong cọc là: Ftta = ==0.000036m2 = 0.36cm2 Ban đầu chọn Fa =8.04cm2 > Ftta = 0.36cm2.Vậy thép ban đầu chọn hợp lí. * Kiểm tra độ ổn định của đất nền quanh cọc khi chịu áp lực ngang - Điều kiện không phá hỏng cọc khi chịu áp lực ngang: sz £ sgh sz: Aùp lực tính toán tại độ sâu Z sz =.ze(yo.A1 - B1 + C1 + D1) Vì Le = 12.74m >2.5 m. Ta kiểm tra điều kiện này tại vị trí: Z=0.85/abd=0.85/0.728 =1.168 m Ze=abdz=0.7281.168=0.85 m Các giá trị A1, B1, C1, D1 được tra trong bảng G3 của TCXD 205 – 1998. với Zc = 0.85 m, tra bảng ta được như sau: A1= 0.996; B1= 0.849; C1= 0.363; D1= 0.103 sz=x0.85x(0.001527´0.996-0+x0.363+x 0.103) =0.562T/m2 sgh: Áp lực giới hạn tại độï sâu Z=2.275 m trong đó: h1=1; h2: Hệ số kể đến phần tải trọng thường xuyên trong tổng tải trọng, tính theo công thức: Mdh: Momen tải trọng thường xuyên; Mdh = 1.4 Tm M: Momen tải trọng tạm thời; M =1.89 Tm với cọc: z= 0.6 - Đầu cọc nằm trong lớp đất thứ 2 nên ta có các tính chất cơ lý sau: gI= 1.811 T/m3 cI= 0.101 T/m2 jI= 90 => sz=0.562 T/m2 < sgh=1.763 T/m2 Vậy: Nền đất quanh cọc không bị phá hỏng khi chịu áp lực ngang. TÍNH MÓNG M2(C-6) Tải trọng tác dụng: . Với: n =1.1: hệ số độ tin cậy. Bảng xác định giá trị tiêu chuẩn tại chân cột 1.Tính toán sơ bộ kích thước đài cọc - Sức chịu tải giới hạn cọc. - Sức chịu tảicho phép. Một cọc dưới đáy đài chịu tối đa một diện tích. a x a = 0.9x0.9 =0.81(m2). với: a = 3d =3x0.3 =0.9(m): khoảng cách giữa các cạnh cọc. Giả sử ta sử dụng hết sức chịu tải cho phép (f0). Vậy 1 m2 đáy đài phải chịu: . với Ptb : ứng suất trung bình của đáy đài. Tải trọng thực tác dụng lên đáy đài: . với: gbt = 2(T/m3): dung trọng trung bình của đài và đất đắp lên đài; h = 2.0 (m): chiều sâu đặt móng (tính từ cốt ±0.00); n = 1.1 : hệ số độ tin cậy. Do đó: . Diện tích đáy đài cọc sơ bộ được xác định theo công thức: . Trọng lượng của đài cọc và đất đắp trên đài. . Tải trọng tính toán trên đài. . 1.1.Xác định số lượng cọc trong móng Do móng chịu tải lệch tâm, nên số lượng cọc cần thiết được xác định theo công thức : (cọc). Với: b = 1.1 ¸1.7: hệ số tăng số lượng cọc do phải chịu lực lệch tâm. Vậy chọn nc = 8 (cọc). 1.2.Cấu tạo đài cọc Khoảng cách giữa các cọc : . Chiều cao đài cọc: h = 0.8(m). Kiểm tra lại kích thước đài cọc: Diện tích thực đài cọc. . Tải trọng thực tác dụng lên đài cọc. . Tải trọng tính toán được tính lại. . Kiểm tra lại điều kiện: . Vậy kích thước móng đã chọn là hợp lý. 2. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc dãy biên Tải trọng truyền xuống đáy móng. . . Tải trọng tác dụng lên đầu cọc trong đó: + xmax = 0.9(m); + . Vậy : . + + + Trọng lượng tính toán của cọc. . Trọng lượng tính toán của cọc. . Kiểm tra điều kiện lực tác dụng lớn nhất truyền xuống dãy móng giữa. . . Vậy cọc đủ khả năng chịu tải. Kiểm tra điều kiện lực tác dụng nhỏ nhất truyền xuống dãy móng giữa. (kiểm tra điều kiện chống nhổ). Þ không cần kiểm tra cọc chống nhổ. 3.Kiểm tra lực tác dụng lên đất nền dưới mũi cọc(theo điều kiện biến dạng) 3.1. Xác định kích thước móng khối quy ước Xác định góc ma sát trong trung bình của các lớp đất mà cọc xuyên qua. - Góc truyền lực: Chiều rộng móng khối quy ước. Với: Bđ = 2.4 (m): chiều rộng đài cọc. D = 0.3(m): bề rộng cọc. H = 17.5(m): chiều dài cọc tính từ đáy đài. Do đó : . Chiều dài móng khối qui ước. . với: Lđ =1.5(m):chiều dài đài cọc. Do đó : . Chiều cao móng khối qui ước. . Trọng lượng móng khối qui ước từ đáy đài trở lên. Þ . Trị tiêu chuẩn trọng lượng cọc : cọc(30x30)cm, dài 17.5(m). . - Trọng lượng khối móng qui ước trong phạm vi các lớp đất từ đáy đài cọc đến đáy mũi cọc chưa kể đến trọng lượng cọc ( phải trừ đi phần thể tích đất bị cọc choán chổ). . trong đó: + hi : chiều sâu lớp đất thứ i; + gi : dung trọng tự nhiên lớp đất thứ i; + BM = 4.82(m): chiều rộng móng khối qui ước; + LM = 4.82(m): chiều dài móng khối qui ước; + Fc = 0.09(m2): diện tích tiết diên ngang cọc; + nc = 8: số lượng cọc trong móng. Lớp đất thứ 2: h2 = 0.7(m), g2 = 0.875(T/m3). . Lớp đất thứ 3: h3 = 1.3(m), g3 = 0.981(T/m3). . Lớp đất thứ 4: h4 = 2.5(m), g4 = 0.953(T/m3). . Lớp đất thứ 5: h5 = 3.2(m), g5 = 0.914(T/m3). . Lớp đất thứ 6a: h6a = 2.8(m), g6a = 0.964(T/m3). . Lớp đất thứ 6b: h6b = 1.7(m), g6b = 0.891(T/m3). . Lớp đất thứ 7a: h7a = 3.3(m), g7a = 0.929(T/m3). . Lớp đất thứ 7b: h7b = 2.0(m), g7b = 0.986(T/m3). . Vậy tổng trọng lượng khối móng qui ước trong phạm vi các lớp đất từ đáy đài đến mũi cọc. . - Trọng lượng của các cọc trong phạm vi các lớp đất. với: : trọng lượng tiêu chuẩn của các cọc; Lc =17.5(m) : tổng chiều dài cọc; nc = 8(cọc) : số cọc trong móng; hi (m) : chiều sâu lớp đất thứ i. Lớp đất thứ 2: h2 = 0.7(m). .