Đồ án Thiết kế Trung Tâm Mắt

T/m2 Rmtc = 119.98 T/m2 6.4 Ứng suất tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước - Mômen tại trọng tâm đáy móng khối quy ước là: = 11.23 + 3.51 ´17 = 70.9 Tm - Lực dọc tiêu chuẩn truyền xuống trọng tâm móng khối quy ước là: åNtc = Ntc + Nm = 219.5 + 540.55 = 760.05 T - Độ lệch tâm: e = = 0.093 (m) Þ Ứng suất tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước smax = 35.2 T/m2 smin = 28.13 T/m2 stb =(smax +smin )/2 = 31.67 T/m2 6.5 Kiểm tra khả năng chịu tải của lớp đất đáy móng smax = 35.2 T/m2 < 1.2Rtc = 1.2´ 119.98 = 143.98 T/m2 stb = 31.67 T/m2 < Rtc = 119.98 T/m2 Vậy đất nền bên dưới đảm bảo đủ khả năng tiếp nhận tải do cọc truyền xuống. 7. Kiểm tra độ lún của móng cọc - Ta sẽ dùng phương pháp cộng lún từng lớp. - Ứng suất bản thân của đất ở đáy khối móng quy ước: sbt = Shigi = 1.003´ 5 + 1.047´ 4 + 1.077´ 7 =16.74 (T/m2) - Áp lực gây lún: pgl = stb - sbt = 31.67 - 16.74 = 14.93 (T/m2 ) 7.1 Phân bố ứng suất trong nền đất - Ứng suất bản thân: szbt = Shigi . - Ứng suất do tải trọng ngoài: sz = ko .pgl Với ko = f được tra bảng 3-7 trang 33 sách HD ĐANM của Nguyễn Văn Quảng - Chia đất dưới đáy móng khối quy ước thành nhiều lớp có chiều dày hi = bm /5 = 4.8/5 = 0.96 ( m). Lớp Điểm z (m) am/bm 2z/bm ko sz (T/m2) sbtz (T/m2) 1 0 1.04 0 1 14.930 16.740 2 0.96 1.04 0.4 0.9626 14.372 17.774 3 1.92 1.04 0.8 0.806 12.034 18.808 4 4 2.88 1.04 1.2 0.6152 9.185 19.842 5 3.84 1.04 1.6 0.4584 6.844 20.876 6 4.8 1.04 2 0.3446 5.145 21.910 7 5.76 1.04 2.4 0.2644 3.947 22.944 Nhận xét: Tại độ sâu 5.76 m (kể từ mũi cọc trở xuống). Ta có: sz = 3.947(T/m2 ) < 0.2 szđ = 0.2´ 22.944 = 4.588 (T/m2 ) - Ta có thể dừng tại điểm 7 7.2 Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp - Modun biến dạng của lớp đất 4: E1-2 = 844.6 (T/m2) - Độ lún được tính bởi công thức: S = ´ (+ 14 .372+ 12.034 + 9.185 + 6.844+ 5.145 + ) = ´ 57.02 = 0.054 m < {sgh} = 0.08 m Vậy móng A-5 đảm bảo về độ lún. 7.3 Kiểm tra chọc thủng của đài cọc Theo hình vẽ thì cọc nằm trong phạm vi diện tích xuyên thủng Vậy điều kiện xuyên thủng của cột vào đài luôn thoả 8. Kiểm tra cọc khi vận chuyển và dựng lắp 8.1 Kiểm tra cọc khi vận chuyển - Xem cọc như dầm đơn giản chịu tải phân bố đều: q = n.gc.Fc = 1.1´ 2.5´ 0.3´ 0.3 = 0.25 T/m. Trong đó: n: Hệ số vượt tải gc: Khối lượng riêng cọc Fc: Diện tích tiết diện cọc - Mô men quán tính lớn nhất khi cẩu cọc: M1 = 0.25´ 4.682/8 - 0.25´1.662/2 = 0.34 (Tm)=340 (kGm) M2 = 0.25´ 1.662/2 = 0.344 (Tm) = 344 (kGm) 8.2 Kiểm tra cọc khi dựng cọc M3 = 0.763 (Tm ) = 763 (kGm) M4 = 0.2´ 2.42/2 = 0.72 (Tm) = 720 (kGm) Chọn M = max (M1; M2; M3; M4) = 763 (kGm) để tính toán Với M = 763 (kGm) Chọn 2f16 có Fa = 4.02 (cm2) 9. Kiểm tra cọc chịu tải ngang Tải trọng truyền xuống móng bao gồm: Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn N0 (Tm) 262.99 219.15 M0 (T) 13.48 11.23 Q0 (T) 4.21 3.51 QTCo = QTTo/1.2 (T) NTCo = NTTo/1.2 (T) MTCo = MTTo/1.2 (Tm) - Phân phối tải trọng ngang cho 8 cọc chịu: Q ttk = Q tck = - Lực đứng Nk tác dụng chỉ do tải trọng N0, M0 gây ra - Tải trọng lớn nhất tác dụng vào đầu cọc Nttk = Pmax = 43.82 T Giả sử đầu cọc được ngàm vào đài do đó đầu cọc chỉ chuyển vị ngang, không có chuyển vị xoay. - Hệ số biến dạng: abd = Trong đó: : Hệ số tỷ lệ, có thứ nguyên (T/m4). - Chiều dài ảnh hưởng: lah = 2.(d+1) (m) d: Đường kính cọc; d = 0.3 (m) lah = 2´ (0.3+1) = 2.6 (m) - Chiều dài ảnh hưởng của cọc đến độ sâu 2.6 m, nằm trong 1 lớp: + Lớp thứ 2: Đất sét dẻo cao, dẻo thấp tra bảng nội suy ta được: m1 = 500 (T/m4) I: là mômen quán tính tiết diện cọc I = 6.75´ 10-4 (m4) - Với: b và h là chiều rộng và chiều cao của tiết diện cọc bt: Bề rộng quy ước của cọc - Theo Tiêu chuẩn xây dựng 205 -1998 + Khi d < 0.8 m thì btt = 1.5´ d + 0.5 m + Khi d 0.8m, btt = d + 1m - Cọc có tiết diện (30 ´ 30 cm) btt = 1.5´ 0.30 + 0.5 = 0.95 m Eb: Mô đun đàn hồi của bê tông, Eb = 2.65´106 (T/m2) Hệ số biến dạng: abd = (m-1) - Chiều sâu tính đổi cọc hạ trong đất: Lc = abd.L = 0.767´ 14 = 10.738 m - Chuyển vị ngang của cọc ở mức đáy đài được tính: Dn = uo + jo.Lo + Lo = 0 , jo = 0. Þ Dn = uo uo: Chuyển vị ngang của cọc ở cao trình đế đài jo: Chuyển vị xoay của cọc ở cao trình đế đài uo = Q ttk .dHH + M ttf .dHM Trong đó: Q ttk: Giá trị tính toán của lực cắt ở cọc thứ k M ttf: Giá trị tính toán momen ngàm ở đầu cọc dHH, dHM: Là các chuyển vị ngang ở cao trình đế đài, do các ứng lực đơn vị MO, HO =1 đặt tại cao trình này dMH, dMM: Là các chuyển vị xoay ở cao trình đế đài, do các ứng lực đơn vị MO, HO =1 đặt tại cao trình này Trong đó Ao, Bo, Co phụ thuộc vào Lc Với Lc = 10.738 > 4, tra bảng G2 – TCXD 205 – 1998 ta có: Ao = 2.441 Bo = 1.621 Co=1.751 * Tính toán chuyển vị ngang Vì đầu cọc bị ngàm cứng vào bệ dưới tác dụng của lực ngang, trên đầu cọc có momen mà người ta gọi là momen ngàm u tto = Q ttk.dHH + M ttf.dHM = 0.526´ 3.024´10-3– 0.486´ 2.008´10-3 = 0.61´10-3(m) = 0.061 (cm) - Chuyển vị của cọc ở cao trình đặt lực hoặc đáy đài: Dn = uo + jo.Lo + (l0 = 0; jo = 0) Dn = uo = 0.61 ´ 10-3 (m) = 0.061 (cm) Ta có Dn = 0.061(cm) < 1 cm Vậy cọc thỏa điều kiện chuyển vị ngang - Mômen uốn Mz(T/m), áp lực ngang Uz (T) và lực cắt Qz (T)trong các tiết diện cọc được tính theo công thức sau: Uz = Mz = a2bd.Eb.I.u0.A3 - abd. Eb.I.j0.B3 + Qz = a3bd.Eb.I.u0.A4 - a2bd.Eb.I.j0.B4 + a bd.Mftt + Q ttk.D4 Trong đó: zc là chiều sâu tính đổi, zc = abd.z - Vị trí tính toán: Z = 0.85/abd = 0.85/0.767 = 1.108 m Zc = abd.z = 0.767´1.108 = 0.85 m Các giá trị A1, A3, A4, B1, B3, B4, D1, D3, D4 được tra trong bảng G3 của TCXD 205 – 1998. Với a 3bd.E.J = 0.7673´ 2.65´ 106´ 6.75´ 10-4 = 807.115 (m-3. T.m2) a 2bd.E.J = 0.7672´ 2.65´ 106´ 6.75´ 10-4 = 1052.302 (m-1. T.m2) a bd.E.J = 0.767´ 2.65´ 106´ 6.75´ 10-4 = 1371.971 (m-1.T.m2) a bd.M ttf = - 0.767´ 0.486 = - 0.372 BẢNG TỔNG HỢP GIÁ TRỊ MOMEN Mz (Tm) DỌC THEO THÂN CỌC z (m) zc (m) A3 B3 C3 D3 Mz (Tm) 0 0 0 0 1 0 -0.486 0.13 0.1 0 0 1 0.1 -0.6337 0.39 0.3 -0.005 -0.001 1 0.3 -0.4379 0.65 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.5 -0.2520 0.91 0.7 -0.057 -0.02 0.996 0.699 -0.0851 1.17 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 0.0595 1.43 1.1 -0.222 -0.122 0.96 1.09 0.1737 1.69 1.3 -0.365 -0.238 0.907 1.273 0.2577 1.96 1.5 -0.559 -0.42 0.881 1.437 0.2534 2.22 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 0.3142 2.48 1.9 -1.118 -1.074 0.385 1.64 0.2799 2.61 2 -1.295 -1.314 0.207 1.646 0.2452 2.87 2.2 -1.693 -1.906 -0.271 1.75 0.3151 3.13 2.4 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 -0.0259 3.39 2.6 -2.621 -3.6 -1.877 0.917 -0.2399 3.65 2.8 -3.103 -4.718 -3.408 0.197 -0.0245 3.91 3 -3.541 -6 -4.688 -0.891 -0.0076 4.56 3.5 -3.919 -9.544 -10.34 -5.854 -0.0027 5.22 4 -1.614 -11.731 -17.919 -15.076 -0.0080 BẢNG TỔNG HỢP ÁP LỰC NGANG Uz (T/m2) DỌC THEO THÂN CỌC Z (m) ZC (m) A1 B1 C1 D1 Uz (T/m2) 0 0 1 0 0 0 0 0.13 0.1 1 0.1 0.005 0 0.0597 0.39 0.3 1 0.3 0.045 0.005 0.1747 0.65 0.5 1 0.5 0.125 0.021 0.2781 0.91 0.7 0.999 0.7 0.245 0.057 0.3669 1.17 0.9 0.995 0.899 0.405 0.121 0.4410 1.43 1.1 0.987 1.095 0.604 0.222 0.5053 1.69 1.3 0.969 1.287 0.841 0.365 0.5620 1.96 1.5 0.937 1.468 1.115 0.56 0.6201 2.22 1.7 0.882 1.633 1.421 0.812 0.6843 2.48 1.9 0.795 1.77 1.752 1.126 0.7616 2.61 2 0.735 1.823 1.924 1.308 0.8063 2.87 2.2 0.575 1.887 2.272 1.72 0.9079 3.13 2.4 0.347 1.874 2.609 2.105 0.8859 3.39 2.6 0.033 1.755 2.907 2.724 1.1480 3.65 2.8 -0.385 1.49 3.128 3.288 1.2638 3.91 3 -0.298 1.037 3.225 3.858 2.4729 4.56 3.5 -2.938 -1.272 2.463 4.98 1.0697 5.22 4 -5.853 -5.941 -0.927 4.548 -0.7105 Với giá trị Mmax = 0.486 (Tm ). Ta tính thép dọc cho cọc Vậy từ 2 điều kiện ở mục 8 và mục 9 ta chọn 4f16 bố trí cho chu vi cọc 30 ´ 30 cm 10. Cấu tạo và tính toán đài cọc - Theo kết quả tính toán ở trên ta có: Pmax = 43.82T Pmin = 33.22 T Ptb = 38.52 T - Tính toán và bố trí thép theo 2 phương - Khi tính toán giá trị nội lực ta xem như đài cọc là thanh ngàm tại mép cột và lực tác dụng chính là phản lực đầu cọc. M = SxI.Pi Tải trọng lớn nhất tác dụng lên 2 cọc biên theo phương a: Pmax = 43.82 T - Cánh tay đòn của lực: xmax = 1 - 0.5/2 = 0.75 m - Trong đó xi là khoảng cách từ trục cọc thứ i (có phản lực là Pi) đến mép cột M1-1 = SxI.Pi = 2 ´ 43.82 ´ 0.75 + 1 ´ 0.25´ 38.52 = = 65.73 + 9.63 = 75.36 (Tm) Tải trọng lớn nhất tác dụng lên 3 cọc biên theo phương b: Pmax = 43.82 T - Cánh tay đòn của lực: y = 0.9 – 0.4/2 = 0. 7 m - Trong đó yi là khoảng cách từ trục cọc thứ i (có phản lực là Pi) đến mép cột M2-2 = Syi . Pi = 3´ 43.82´ 0.7 = 92.02(Tm) * Tính toán diện tích thép Ta có diện tích cốt thép theo phương trục 5: (cm2) Chọn 12 Ỉ20 (Fa = 37.68 cm2 ). Khoảng cách các thanh thép là 15 cm Ta có diện tích cốt thép theo phương trục A: (cm2) Chọn 15 Ỉ20 (Fa = 47.1 cm2), khoảng cách giữa các thanh thép là 17 cm I.4.2 MÓNG A1-5 1. Tải trọng Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn N (Tm) 85.63 71.35 M (T) 1.57 1.308 Q (T) 0.86 0.716 Qtc = Qtt /1.2 (T) Ntc = Ntt /1.2 (T) Mtc = Mtt /1.2 (Tm) 2. Chọn vật liệu và kích thước tiết diện cọc 2.1 Vật liệu - Bê tông cọc và bêtông đài chọn Mác 300 ( Rn = 130 kG/cm2). - Thép đài và cọc chọn loại AII ( Ra = 2700 kG/cm2) 2.2 Kích thước tiết diện cọc - Chọn sơ bộ cọc có kích thước: 30´30 cm. Mũi cọc cắm vào lớp đất thứ 4 (Cát lẫn bụi). - Chiều dài cọc chọn 13 m (tính từ đáy đài tới mũi cọc) - Phần bê tông cọc ngàm vào đài sau khi đã đập bỏ đầu cọc là 15cm. - Phần bê tông đầu cọc đập bỏ là 50 cm - Chiều dài toàn bộ của cọc là 13.65 m - Diện tích tiết diện ngang cọc: Fc = 30´30 = 900 cm2 = 0.09 m2 - Chiều sâu chôn móng: h = 3.0 m (tính từ cốt 0.00) 3. Xác định sức chịu tải nén giới hạn của cọc 3.1 Theo điều kiện đất nền fcf: Sức chịu tải cho phép của đất nền Trong đó: Ktc: Hệ số độ tin cậy lấy bằng 1.4 fgh: Sức chịu tải giới hạn của đất nền fgh = m (mR .R.F + u.å mf.fi. hi) + m: Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy bằng 1 + mR, mf: Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi cọc và ở mặt bên cọc có kể đến phương pháp hạ cọc đến sức chống tính toán của đất (tra bảng A.3: TCX D 205: 1998) => mR = 1; mf = 0.9 + R: Cường độ chịu tải ở mũi của cọc (tra bảng A1 TCVN 205-1998) =>R =1650 KPa =165 T/m2 (cát lẫn bụi chặt vừa độ sâu 15m) + F: Diện tích mũi cọc F = (0.3 ´ 0.3) = 0.09 m2 + u: Chu vi tiết diện ngang cọc u = 4 ´ 0.3 = 1.2 m + hi: chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên của cọc (chiều dày mỗi lớp <= 2m) Sức kháng ma sát bên của cọc Lớp Độ sệt B zi (m) hi (m) fi (KPa) hi.fi (kN/m) 1 0.2 3 2 48 96 2 0.2 4.5 1 54.5 5.45 3 0.40 6 2 31 62 4 0.40 8 2 33 66 5 10 2 34 68 6 12 2 35.5 71 7 14 2 37 74 491.5 Trong đó: fi: Cường độ chịu tải mặt bên của cọc (tra bảng A2 TCVN 205-1998) + Sức chịu tải giới hạn của cọc ma sát: fgh = m (mR .R.F + u.å mf.fi. hi) = 1´{1´ 165´ 0.09 + 1.2´ 0.9 ´ 49.15) = 67.93 (T) + Sức chịu tải cho phép của cọc đơn theo điều kiện đất nền: = 48.52 T 3.2 Xác định sơ bộ kích thước của đài Khi khoảng cách giữa các cọc là 3d thì ta có - Aùp lực giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra là - Aùp lực nén lên đáy đài: Pttc = Ptt - g-´ h´ 1.1 = 59.9 – 2´3´1.1 = 53.3 (T/m2) - Diện tích sơ bộ của đáy đài tính theo công thức Tải trọng của đài và đất phủ lên đài: Nttđ = n.Fb.h.g- = 1.1´ 1.606´ 3´ 2 = 10.6T - Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: Ntt =Ntt0+ Nttb = 85.63 + 10.6 = 96.23 T 4. Xác định số lượng cọc - Số lượng cọc sơ bộ: n ³ = 1.6 ´ = 3.17 (cọc) Chọn n = 4 (cọc) m = 1.6: Hệ số kể đến mô men lệch tâm. - Khoảng cách giữa các cọc là 3D = 0.9 m - Kích thước đài cọc là a´b: a = 4´ 0.3 + 0.3´ 2 = 1.8 m b = 3´ 0.3 + 0.3´ 2 = 1.5 m a, b: Là chiều dài và chiều rộng của đáy bệ Þ Chọn kích thươc đài cọc là 1.8 ´ 1.5 m - Chiều cao đài cọc sơ bộ: hđ = 1 m. 5. Kiểm tra lực tác dụng lên cọc - Mômen tính toán tại trọng tâm diện tích tiết diện đế đài: å Mtt = Mtt +Qtt .h = 1.57 + 0.86´ 3 = 4.15Tm - Trọng lượng tính toán của đài và đất phủ trên đài: Nttđ = n .Fđ.gtb. h = 1.1´ 1.8´ 1.5´ 2´ 3 = 17.82 (T) - Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: Ntt = Ntt + Nttđ = 85.63 + 17.82 = 103.5 (T) - Tải trọng tác dụng bình quân lên đầu cọc: - Tải trọng lớn nhất tác dụng lên cọc biên (xmax = 0.6 m) Sx2i = 4´ 0.62 = 1.44(m) Þ Pmax = 27.604 T Pmin = 24.15 T * Kiểm tra: Pmax = 27.604 T < fcf = 48.52 T. Pmin 24.15 (T) > 0 ® cọc không bị nhổ. Vì tải trọng tác dụng lên cọc nhỏ hơn sức chịu tải tính toán của cọc cho nên thiết kế cọc như trên là hợp lý. Ta không cần kiểm tra điều kiện chống nhổ do Pmin >0 6. Kiểm tra lực tác dụng lên nền đất 6.1 Xác định kích thước móng khối qui ước Xét các lớp đất mà cọc xuyên qua: Lớp đất Lớp 2 Lớp 3 Lớp 4 Góc ma sát trong jII (độ) 14o 22.47o 27.5o Chiều dày lớp đất h (m) 5.0 4.0 6.0 => Góc ma sát trong trung bình: jtb = 21.670 y = jtb /4 = 21.67/4 = 5.4o Chọn y = 5.40 - Diện tích khối móng quy ước xác định như sau: am = a1+ 2.L.tga bm = b1+ 2.L.tga - Trong đó: a1, b1 là khoảng cách giữa 2 mép ngoài của 2 cọc biên theo phương a, b l = 13m: Chiều dài cọc am = (1.8 - 0.3) + 2´13´ tg(5.4) = 3.9577 m bm = (1.5 - 0.3) + 2´13´ tg(5.4) = 3.6577 m Þ Fm = 3.6577 ´ 3.9577 = 14.476 m2 . - Chiều cao móng khối quy ước: Hm = 13 + 3.0 = 16 m 6.2 Tính trọng lượng của móng khối qui ước - Trọng lượng khối móng quy ước từ đế đài trở lên: Q1 = Fm. gtb. hm = 14.476 ´ 2´ 3 = 86.856 T Trọng lượng toàn bộ cọc Q2 = 0.3´ 0.3´ 10´ 2.5´ 13 = 29.25 T - Trọng lượng móng khối quy ước từ đáy đài trở xuống: Q3 = ågi.hi.Fm = (1.003´3+1.047´4+1.077´6) ´14.476 =197.73 T -Tổng trọng lượng khối móng quy ước : Nm = Q1 + Q2 + Q3 = 86.856 + 29.25 + 197.73 = 313.836 T. 6.3 Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng khối quy ước = ( 1.1Abmg II +1.1BHmg tb +3DC II ) - Trong đó: A, B, D: các hệ số tra bảng phụ thuộc j của đất nền dưới mũi cọc gtb: Trọng lượng riêng trung bình của các lớp đất trong móng khối quy ước g II = 1.077T/m3: Trọng lượng riêng đẩy nổi của lớp đất mũi cọc tựa lên. Lấy ktc = 1; m1´ m2 = 1.0 Lớp đất dưới mũi cọc có CII = 0.75 (T/m2); jtc = 27.5o Tra bảng 32 trang 27 Sách HDĐANM- Nguyễn Văn Quảng Þ A = 0.94 B = 4.79 D = 7.27 Vậy Rmtc = 1.0 (1.1´ 0.94´ 3.6577´1.077 + 1.1´ 4.79´ 16´ 1.099 + 3´ 7.27´ 0.75) = 4.07 + 92.65 + 16.36 = 113.08 Rmtc = 113.08 T/m2 6.4 Ứng suất tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước - Mômen ứng với trọng tâm móng khối quy ước là: = 2.48 + 0.98 ´16 = 18.16 Tm - Lực dọc tiêu chuẩn truyền xuống trọng tâm móng khối quy ước là: åNtc = Ntc + Nm = 67.94 + 313.836 = 381.776 T - Độ lệch tâm: e = = 0.048 (m) Þ Ứng suất tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước smax = 28.29 T/m2 smin = 24.45 T/m2 stb =(smax +smin )/2 = 26.37 T/m2 6.5 Kiểm tra khả năng chịu tải của lớp đất đáy móng smax = 28.29 T/m2 < 1.2Rtc = 1.2´ 113.08 = 135.7 T/m2 stb = 26.37 T/m2 < Rtc = 113.08 T/m2 Vậy đất nền bên dưới đảm bảo đủ khả năng tiếp nhận tải do cọc truyền xuống. 7. Kiểm tra độ lún của móng cọc - Ta sẽ dùng phương pháp cộng lún từng lớp. - Ứng suất bản thân của đất ở đáy khối móng quy ước: sbt = Shigi = 1.003´ 5 + 1.047´ 4 + 1.077´ 6 =15.665 (T/m2) - Áp lực gây lún: pgl = stb - sbt = 26.37 - 15.665 = 10.705 (T/m2 ) 7.1 Phân bố ứng suất trong nền đất - Ứng suất bản thân: szđ = Shigi . - Ứng suất do tải trọng ngoài: sz = ko .pgl Với ko = f được tra bảng3-7 trang 33 Sách HD ĐANM Nguyễn Văn Quảng - Chia đất dưới đáy móng khối quy ước thành nhiều lớp có chiều dày hi = bm /5 = 3.6577/5 = 0.73154 ( m). Lớp Điểm z (m) am/bm 2z/bm ko sz (T/m2) sbtz (T/m2) 4 1 0 1.1 0.0 1 10.705 15.665 2 0.7315 1.1 0.4 0.964 10.32 16.45 3 1.463 1.1 0.8 0.815 8.72 17.24 4 2.1945 1.1 1.2 0.629 6.73 18.03 5 2.926 1.1 1.6 0.4725 5.06 18.82 6 3.142 1.1 2.0 0.3575 3.82 19.60 Nhận xét: Tại độ sâu 3.142 m (kể từ mũi cọc trở xuống). Ta có: sz = 3.82 (T/m2 ) < 0.2 szđ = 0.2´ 19.6 = 3.92 (T/m2 ) - Ta có thể dừng tại điểm 6 7.2 Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp - Modun biến dạng của lớp đất 4: E1-2 = 844.6 (T/m2) - Độ lún được tính bởi công thức: S = ´(+ 10.32 + 8.27 + 6.73 + 5.06+) = ´ 37.6425 = 0.037 m < {sgh} = 0.08 m Vậy móng A1 đảm bảo về độ lún. 7.3 Kiểm tra chọc thủng của đài cọc - Diện tích xuyên thủng: Fxt = (ac+2.hđ). (bc+2.hđ ) = (0.3 + 2´0.85) ´ (0.2 + 2´ 0.85) = 3.8 (m2) - Diện tích ngoài phạm vi xuyên thủng: Fng = Fm – Fxt = 1.8 ´ 1.5 – 3.8 < 0 Ta không cần kiểm tra điều kiện xuyên thủng Vậy điều kiện xuyên thủng của cột vào đài thoả 8. Kiểm tra cọc khi vận chuyển và dựng lắp Do tiết diện cọc và chiều dài cọc trong móng A1-5 giống với tiết diện và chiều dài cọc trong móng A-5 nên ta không cần kiểm tra lại khi cẩu lắp. 9. Kiểm tra cọc chịu tải ngang Tải trọng truyền xuống móng bao gồm: Nội lực Tính toán Tiêu chuẩn N0 (Tm) 81.53 67.94 M0 (T) -2.98 -2.48 Q0 (T) 1.17 0.98 QTCo= QTTo/1.2 (T) NTCo= NTTo/1.2 (T) MTCo= MTTo/1.2 (Tm) - Phân phối tải trọng ngang cho 4 cọc chịu: Q ttk = Q tck = - Lực đứng Nk tác dụng chỉ do tải trọng N0, M0 gây ra - Tải trọng lớn nhất tác dụng vào đầu cọc Nttk = Pmax = 27.54 T - Giả sử đầu cọc được ngàm vào đài do đó đầu cọc chỉ chuyển vị ngang, không có chuyển vị xoay. - Hệ số biến dạng: abd = Trong đó: : Hệ số tỷ lệ, có thứ nguyên (T/m4). - Chiều dài ảnh hưởng: lah = 2.(d+1) (m) d: Đường kính cọc; d = 0.3 (m) lah = 2´ (0.3+1) = 2.6 (m) - Chiều dài ảnh hưởng của cọc đến độ sâu 2.6 m, nằm trong 1 lớp: + Lớp thứ 2: Đất cát lẫn sét trạng chặt vừa, tra bảng nội suy ta được: m1 = 500 (T/m4) I: là mômen quán tính tiết diện cọc I = 6.75´ 10-4 (m4) - Với: b và h là chiều rộng và chiều cao của tiết diện cọc bt: Bề rộng quy ước của cọc - Theo Tiêu chuẩn xây dựng 205 -1998 + Khi d < 0.8 m thì btt = 1.5´ d + 0.5 m + Khi d 0.8m, btt = d + 1m - Cọc có tiết diện (30 ´ 30 cm) btt = 1.5´ 0.30 + 0.5 = 0.95 m Eb: Mô đun đàn hồi của bê tông, Eb = 2.65´106 (T/m2) Hệ số biến dạng: abd = (m-1) - Chiều sâu tính đổi cọc hạ trong đất: Lc = abd.L = 0.767´ 13 = 9.971 m - Chuyển vị ngang của cọc ở mức đáy đài được tính: Dn = uo + jo.Lo + Lo = 0 , jo = 0. Þ Dn = uo uo: Chuyển vị ngang của cọc ở cao trình đế đài jo: Chuyển vị xoay của cọc ở cao trình đế đài uo = Q ttk .dHH + M ttf .dHM Trong đó: Q ttk: Giá trị tính toán của lực cắt ở cọc thứ k M ttf: Giá trị tính toán momen ngàm ở đầu cọc dHH, dHM: Là các chuyển vị ngang ở cao trình đế đài, do các ứng lực đơn vị MO, HO =1 đặt tại cao trình này dMH, dMM: Là các chuyển vị xoay ở cao trình đế đài, do các ứng lực đơn vị MO, HO =1 đặt tại cao trình này Trong đó Ao, Bo, Co phụ thuộc vào Lc Với Lc = 9.971m > 4, tra bảng G2 – TCXD 205 – 1998 ta có: Ao = 2.441 Bo = 1.621 Co=1.751 * Tính toán chuyển vị ngang Vì đầu cọc bị ngàm cứng vào bệ dưới tác dụng của lực ngang, trên đầu cọc có momen mà người ta gọi là momen ngàm u tto = Q ttk.dHH + M ttf.dHM = 0.293´ 3.024´10-3– 0.27´ 2.008´10-3 = 0.3427´10-3(m) = 0.034 (cm) - Chuyển vị của cọc ở cao trình đặt lực hoặc đáy đài: Dn = uo + jo.Lo + (l0 = 0; jo = 0) = 0.34 ´ 10-3 (m) = 0.034 (cm) Ta có Dn = 0.034 (cm)< 1cm Vậy cọc thỏa điều kiện chuyển vị ngang - Mômen uốn Mz(T/m), áp lực ngang Uz (T) và lực cắt Qz (T)trong các tiết diện cọc được tính theo công thức sau: Uz = Mz = a2bd.Eb.I.u0.A3 - abd. Eb.I.j0.B3 + Qz = a3bd.Eb.I.u0.A4 - a2bd.Eb.I.j0.B4 + a bd.Mftt + Q ttk.D4 Trong đó: zc là chiều sâu tính đổi, zc = abd.z - Vị trí tính toán: Z = 0.85/abd = 0.85/0.767 = 1.108 m Zc = abd.z = 0.767´1.108 = 0.85 m Các giá trị A1, A3, A4, B1, B3, B4, D1, D3, D4 được tra trong bảng G3 của TCXD 205 – 1998. Với a 3bd.E.J = 0.7673´ 2.65´ 106´ 6.75´ 10-4 = 807.115 (m-3. T.m2) a 2bd.E.J = 0.7672´ 2.65´ 106´ 6.75´ 10-4 = 1052.302 (m-1. T.m2) a bd.E.J = 0.767´ 2.65´ 106´ 6.75´ 10-4 = 1371.971 (m-1.T.m2) a bd.M ttf = - 0.767´ 0.587 = - 0.45 BẢNG TỔNG HỢP GIÁ TRỊ MOMEN Mz (Tm) DỌC THEO THÂN CỌC z (m) zc (m) A3 B3 C3 D3 Mz (Tm) 0 0 0 0 1 0 -0.27 0.13 0.1 0 0 1 0.1 -0.231 0.39 0.3 -0.005 -0.001 1 0.3 -0.1571 0.65 0.5 -0.021 -0.005 0.999 0.5 -0.0862 0.91 0.7 -0.057 -0.02 0.996 0.699 -0.0223 1.17 0.9 -0.121 -0.055 0.985 0.897 0.0333 1.43 1.1 -0.222 -0.122 0.96 1.09 0.0777 1.69 1.3 -0.365 -0.238 0.907 1.273 0.1107 1.96 1.5 -0.559 -0.42 0.881 1.437 0.1109 2.22 1.7 -0.808 -0.691 0.646 1.566 0.1345 2.48 1.9 -1.118 -1.074 0.385 1.64 0.1222 2.61 2 -1.295 -1.314 0.207 1.646 0.1092 2.87 2.2 -1.693 -1.906 -0.271 1.75 0.1355 3.13 2.4 -2.141 -2.663 -0.941 1.352 0.0040 3.39 2.6 -2.621 -3.6 -1.877 0.917 -0.008 3.65 2.8 -3.103 -4.718 -3.408 0.197 -0.000 3.91 3 -3.541 -6 -4.688 -0.891 -0.000 4.56 3.5 -3.919 -9.544 -10.34 -5.854 -0.000 5.22 4 -1.614 -11.731 -17.919 -15.076 -0.000 BẢNG TỔNG HỢP GIÁ ÁP LỰCNGANG Uz (T/m2) DỌC THEO THÂN CỌC z (m) zC (m) A1 B1 C1 D1 Uz (T/m2) 0 0 1 0 0 0 0.1884 0.13 0.1 1 0.1 0.005 0 0.18838 0.39 0.3 1 0.3 0.045 0.005 0.18830 0.65 0.5 1 0.5 0.125 0.021 0.18815 0.91 0.7 0.999 0.7 0.245 0.057 0.18778 1.17 0.9 0.995 0.899 0.405 0.121 0.18685 1.43 1.1 0.987 1.095 0.604 0.222 0.18528 1.69 1.3 0.969 1.287 0.841 0.365 0.18172 1.96 1.5 0.937 1.468 1.115 0.56 0.17564 2.22 1.7 0.882 1.633 1.421 0.812 0.16545 2.48 1.9 0.795 1.77 1.752 1.126 0.14934 2.61 2 0.735 1.823 1.924 1.308 0.13825 2.87 2.2 0.575 1.887 2.272 1.72 0.10870 3.13 2.4 0.347 1.874 2.609 2.105 0.06627 3.39 2.6 0.033 1.755 2.907 2.724 0.00858 3.65 2.8 -0.385 1.49 3.128 3.288 -0.06870 3.91 3 -0.298 1.037 3.225 3.858 -0.05051 4.56 3.5 -2.938 -1.272 2.463 4.98 -0.54189 5.22 4 -5.853 -5.941 -0.927 4.548 -1.08395 Với giá trị Mmax = 0.27 (Tm ). < Mcầu lắp Vậy từ 2 điều kiện ở mục 8 và mục 9 ta chọn 4f16 bố trí cho chu vi cọc 30 ´ 30 cm 10. Cấu tạo và tính toán đài cọc - Theo kết quả tính toán ở trên ta có: Pmax = 27.54 T Pmin = 22.13 T Ptb = 24.84 T - Tính toán và bố trí thép theo 2 phương - Khi tính toán giá trị nội lực ta xem như đài cọc là thanh ngàm tại mép cột và lực tác dụng chính là phản lực đầu cọc. M = SxI.Pi Tải trọng lớn nhất tác dụng lên 2 cọc biên theo phương a: Pmax = 27.54 T - Cánh tay đòn của lực: x = 0.45 m - Trong đó xi là khoảng cách từ trục cọc thứ i (có phản lực là Pi) đến mép cột M1-1 = SxI.Pi = 2´ 27.54 ´ 0.45 = 24.786 Tm Tải trọng lớn nhất tác dụng lên 4 cọc biên theo phương b: Pmax = 27.54 T - Ca