Luận án Cao ốc cho thuê RSC 17-19-21 Lý Tự Trọng

trọng tàc dụng lên khung : g = gtđ+gtường b)Tải tập trung tác dụng lên khung : -Tại các nút giao cột và dầm, do các dầm dọc gác lên các cột. Tại giữa dầm khung thì do các dầ phụ gác lên. Tải trên sàn đưa vào dầm rồi truyền lên cột. 2/Hoạt tải : a)Tải phân bố đều : Cũng tương tự như tính phần tĩnh tải. Hoạt tải truyền vào dầm khung tùy theo từng loại ô bản là làm việc theo một phương hay hai phương mà qui đổi về tải phân bố đều tương đương. b)Tải tập trung : Tại các nút giao cột và dầm, tải do sàn truyền vào dầm dọc rồi sẽ truyền vào khung ngang. 3/Phương pháp giải : Dùng chương trình SAP2000 để giải khung phẳng Tải truyển vào khung gồm : + Trọng lượng bản thân của cả hệ khung( trọng lượng sàn, dầm, cột…) [Phần tải này do SAP2000 tự tính sau khi được ta khai báo]. + Họat tải (đã nêu ở phần tính sàn). + Tải trong gió . B.NGUYÊN TẮC NHẬP TẢI VÀ TỔ HỢP : Khi nhập tải cho chương trình tính gồm 7 trường hợp tải : Trường hợp 1 : Tĩnh tải (cả hệ). Trường hợp 2 : Hoạt tải liên tục tầng chẳn Trường hợp 3 : Hoạt tải liên tục tầng lẻ Trường hợp 4 : Hoạt tải cách tầng nhịp lẻ Trường hợp 5 : Hoạt tải cách tầng nhịp chẳn Trường hợp 6 : Họat tải gió phải Trường hợp 7 : Họat tải gió trái a) Giải nội lực : - Kết quả nội lực của 7 trường hợp tải trong được trình bày trong phần phụ lục. - Giải khung bằng SAP2000. b) Nguyên tắc tổ hợp tải : -Tổ hợp các cặp nội lực sao cho nội lực trong phần tử là nguy hiểm nhất nhưng không trùng lại các tải trọng đã nhập trong trường hợp khác. chẳng hạn như khi đã có gió tri thì không thề có gió phải. -Tổ hợp bao gồm tĩnh tải luôn có và 1 hay nhiều trường hợp hoạt tải gây nguy hiểm. -Ta có các cấu trúc tổng hợp như sau : Tổ hợp Cấu trúc Hệ số 1-2-6 1 1-0,9-0,9 1-2-7 2 1-0,9-0,9 1-3-6 3 1-0,9-0,9 1-3-7 4 1-0,9-0,9 1-4-6 5 1-0,9-0,9 1-4-7 6 1-0,9-0,9 1-5-6 7 1-0,9-0,9 1-5-7 8 1-0,9-0,9 1-2-3-6 9 1-0,9-0,9-0,9 1-2-3-7 10 1-0,9-0,9-0,9 1-2-3 11 1-0,9-0,9 C.CÁC LOẠI TẢI PHỤ : 1)Tải trên mái : -Trên mái ta lợp tole giả ngói (các xà gồ co nhịp là 6mgác lên các dãy tường xây trên dầm sàn tầng mái ) -Tải trọng mái và xà gồ ta giả định là 30KG/m2 -Đưa tải trên mặt mái về tải phân bố trên dầm khung của tầng mái -Hoạt tải trên mái là 75(KG/m2) -Tải do tường xây trên mái để đặt xà gồ : gtường =2.0,1.1,1.1800=396(KG/m) 2)tính tóan tải gió : Công trình có chiều cao H= 33m < 40m Chỉ tính gió tỉnh a) Nguyên tắc : Ở đây, do ta thiết kế kết cấu thuần khung (không vách cứng). Tiết diện dầm không thay đổi Ta phân phối tải trọng ngang theo diện truyền tải (Không cần phân tải ngang theo độ cứng). b) Do gió tỉnh : Công thức : Wz=Wtc.k.c..n.B (KG/m) Wtc : giá trị áp lực gió tiêu chuẩn theo vùng (theo phụ lục D & điều 6.4/26) TPHCM thuộc vùng IIA, được giảm 12 KG/m2. Wtc = 95-12 = 83 KG/m2 k : hệ số phụ thuộc vào chiều cao (theo bảng 5 trang 22 TCVN). n = 1,3 : hệ số vượt tải. c : hệ số khí động c = 0,8 : mặt đón gió c = -0,6 : mặt khuất gió. B : bước khung (m) =>Tải gió phân bố đều ở mặt đón gió : wtt = Wtc.n.c.B.k = 83.1,3.0,8.6.k = 518k(KG/m) Tải gió phân bố đều ở mặt hút gió : wtt= Wtc.n.c.B.k = 83.1,3.0,6.6.k = 388,5k(KG/m) -Ngoài ra trên đỉnh mái còn có lực tập trung nằm ngang do tải trọng gió tác dụng trên mái. Khi tính toán lực tập trung này, ta gộp phần gió hút và gió đẩy thành một lực tập trung trên mái và lực này đặt tại cao trình sàn tầng mái. W = (0,8 + 0,6).Wtc.n.B.h.k = (0,8+0,6).83.1,3.6.2.1,24 = 2248(KG) (k = 1,24 ứng với z = 33m) -Để đơn giản ta thay đổi áp lực gió 4 lần theo hình giật cấp Tầng Wđón(KG/m) Whút(KG/m) 1=>2 0,65 0,49 3=>4 0,73 0,55 5=>6 0,76 0,57 7=>9 0,81 0,61 10=>12 0,85 0,64 III. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ THÉP CHO KHUNG : A) TĨNH TẢI: Chọn sơ bộ kích thước dầm như sau: Chọn Hd= 50cm Vậy tiết diện dầm là: 30x50cm * Trọng lượng bản thân dầm: Gd= bd x (h-hs) x n x= 0,3(0,5-0,1)x1,1x2500=330 kg/m * Trọng lượng tường xây trên dầm: Gt= bt xht x n x= 0,2(4,5-0,5)x1,1x1800=1584 kg/m * Tải trọng do sàn truyền vào: ( HÌNH) * NHỊP AB-BC-CD-DE-EF-FG: Tải bên trái truyền vào dầm trục 1 là dạng hình thang được chuyển sang dạng phân bố đều như sau: kg/m Với : Tải bên phải truyền vào dầm trục 1 là dạng hình tam giác được chuyển sang dạng phân bố đều như sau: kg/m Vậy tổng tải trọng tác dụng vào dầm là: 343+698+330+1584= 2955 kg/m B) HOẠT TẢI: * NHỊP: AB-BC-CD-DE-EF-FG: Tải bên trái truyền vào dầm trục 1 là dạng hình thang được chuyển sang dạng phân bố đều như sau: kg/m Với : Tải bên phải truyền vào dầm trục 1 là dạng hình tam giác được chuyển sang dạng phân bố đều như sau: kg/m Vậy tổng tải trọng tác dụng vào dầm là: 698+343=1041 kg/m (HÌNH) * NHỊP: 1’-1-A Tĩnh tải truyền vào dầm trục 1 là dạng hình tam giác .Được chuyển sang dạng phân bố đều như sau: kg/m Hoạt tải truyền vào dầm dạng tam giác: kg/m Vậy tổng tải trọng tác dụng vào dầm là: 225+225+330+1584= 2364 kg/m NHỊP: 1-2-A-G: Tĩnh tải truyền vào dầm trục 1 là dạng hình thang được chuyển sang dạng phân bố đều như sau: kg/m Với : Hoạt tải truyền vào dầm trục 1 là dạng hình thang được chuyển sang dạng phân bố đều như sau: kg/m Với : Vậy tổng tải trọng tác dụng vào dầm là: 343+343+330+1584= 2600 kg/m. * NHỊP: 1’-1-B Tĩnh tải truyền vào dầm trục 1 là dạng hình tam giác .Được chuyển sang dạng phân bố đều như sau: kg/m Hoạt tải truyền vào dầm dạng tam giác: kg/m Vậy tổng tải trọng tác dụng vào dầm là: 225+225+330+1584= 2364 kg/m NHỊP: 1-2-B: Tĩnh tải truyền vào dầm trục 1 là dạng hình thang được chuyển sang dạng phân bố đều như sau: kg/m Với : Hoạt tải truyền vào dầm trục 1 là dạng hình thang được chuyển sang dạng phân bố đều như sau: kg/m Với : Vậy tổng tải trọng tác dụng vào dầm là: 343+343+330+1584= 2600 kg/m. * CỘT TRỤC A-G (2955+1041+2600)x3.1+2364x1=22,812 (T) Cột tạm tính:(400x600)x cao 3m = 0,72 m3 0,72m3 x 1,3T =0,936 (T) * CỘT TRỤC B-C-D-E-F: (2955x2+1041x2+2814x2+3286x2)x3.1=62,595 (T) Cột tạm tính:(400x600)x cao 3m = 0,72 m3 0,72m3 x 1,3T =0,936 (T) Dựa vào phần mềm SAP 2000 giải ra nội lực của khung như sau: 1) Chọn cặp nội lực tính toán : là các cặp nội lực nguy hiểm như đã trình bày. * Đối với dầm: là cấu kiện chịu uốn, cặp lực tính toán là : Mmax= 13,89 (T.m) Qmax= 18,85 (T) Mmin= 23,73 (T.m) * Đối với cột: Dự kiến bố trí thép đối xứng, cột được tính là cấu kiện chịu nén lệch tâm. - Ta tính thép cho tất cả các cặp nội lực (Mmax,Ntứ;Mmin,Ntứ;Nmax,Mtứ) tại tiết diện chân cột các tầng. - Sau đó chọn giá trị max ở 3 trường hợp để bố trí thép. 2) Thử lại tính toán thép dọc một vài tiết diện : * Dầm: tính như cấu kiện chịu uốn, tiết diện chữ nhật bxh. Trình tự như sau : AA0gh cốt đơn AA0gh cốt kép Với A0gh=0,398 (đối với B#300,thép AIII;Ra=3600kg/cm2) a) Đặt cốt đơn : à à Kiểm tra hàm lượng cốt thép,nếu à Đặt cốt thép theo cấu tạo. b) Đặt cốt kép : A0=A0gh () ; * Cột: cấu kiện chịu nén lệch tâm, cốt thép đặt đối xứng. Trìng tự tính toán như sau: Giả thiết h : TH1) Nếu h.e0 e0gh à lệch tâm bé. Nếu h.e0 e0gh à lệch tâm lớn. TH2) Trường hợp lệch tâm bé: *Nếu x1> thì xác định như sau: - Nếu e0 > 0,2.h0 x=1,8(e0gh-e0)+ > - Nếu e0 0,2.h0 x=h-(1,8+)e0> Khi đó: Với e = h.e0+0,5h-a e’ = e-h0+a’ * Nếu x1< thì phải xem như cấu kiện lệch tâm lớn. TH3) Trường hợp lệch tâm lớn : * Nếu x1<2a’ * Nếu x=2a’ * Nếu <x à xem như lệch tâm bé. ** Sau khi tính được cốt thép à kiểm tra lại Với htt được xác định như sau: e0=e01+eng e01 eng với h:chiều cao tiết diện e0gh=0,4(1,25h-) Jb= Ja= (:hàm lượng cốt thép) Eb=290000 kG/cm2 (BT#300) Ea=2100000 kG/cm2 (thép AIII) S: Hệ số kể cả ảnh hưởng đến độ lệch tâm e. e0<0,05h à S=0,84 e0>5h à S=0,122 0,05h<e0<5h à S= kdh=1+ 3) Tính cốt đai : a) Trong dầm : Tại các gối của các dầm xác định được Qmax. Các tầng có cùng loại dầm, lấy ra Qmax giá trị lớn nhất để bố trí điển hình cho các dầm cùng tiết diện. Kiểm tra: Nếu Qk1.Rk.b.h0=0,6.10.b.h0 thì chỉ cần đặt cốt đai theo cấu tạo. Để đảm bảo Bêtông không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng theo ứng suất nén chính cần thỏa điều kiện: Qk0.Rn.b.h0=0,35.110.b.h0 Bước cốt đai sẽ là giá trị nhỏ nhất trong các giá trị sau : utt = Rad.n.fd umax = 1,5 uct = (h450) (ở đoạn nguy hiểm) Trong đó: Q: lực cắt tính toán. Rad: cường độ thép đai,chọn AII;Rad=0,8.2600=2080 KG/cm2. n: số nhánh đai,n=2. fđ: diện tích tiết diện cốt đai fđ=0,283 (f6) Rn: cường độ chịu kéo của bêtông. b.h0: diện tích làm việc của bêtông. b) Trong cột : Tại các tiết diện chân cột ta xác định được Qmax. Dùng Qmax tính cột như cấu kiện chịu cắt thông thường như dầm. TÍNH CỐT THÉP CHO DẦM KHUNG TRỤC 1: Tên Vị trí M M(T.m) Ho (cm) A Fa (tính) Fa (chọn) Thép chọn Dầm Gối 23,73 45 0,355 0,46 29,7 30,22 Nhịp 13,89 45 0,208 0,24 15,5 15,71 Ho = Hd – a = 50-5 = 45 cm : Tính cốt đai cho dầm: Chọn cốt đai , n=2 , u= 150mm , Rađ =1800 kg/cm2 Tính = = 22700(kg) Vậy : Qmax= 18850 (kg) < Qđb = 22700 (kg) Vậy thoả điều kiện chống cắt. Bố Trí Thép: ( HÌNH) THIẾT KẾ CỘT: Trục Tầng Thứ Tổng tải (T) Tiết diện Bxh (cmxcm) A 3 24,15 2 36,98 1 37,99 20x25 B,C,D,E,F 10 68,01 9 102,23 8 135,15 30x50 7 167,86 6 200,96 5 233,71 50x60 4 268,9 3 305,99 2 341,31 1 349,18 50x80 G 10 25,83 9 39 8 53,03 20x30 7 68,17 6 83,04 5 97,99 30x40 4 133,59 3 129,88 2 145,4 1 147,09 40x40 TÍNH THÉP CỘT C6: (30x50) cm Tính : Chọn: làm cốt thép dọc có : Fa=39,27 cm2 BỐ TRÍ THÉP: HÌNH TÍNH THÉP CỘT C7: (50x60) cm Tính : Chọn: làm cốt thép dọc có : Fa=51,33 cm2 BỐ TRÍ THÉP: HÌNH TÍNH THÉP CỘT C8: (50x80) cm Tính : Chọn: làm cốt thép dọc có : Fa=94,62 cm2 BỐ TRÍ THÉP: HÌNH TÍNH THÉP CỘT C9: (20x30) cm Tính : Chọn: làm cốt thép dọc có : Fa=94,62 cm2 BỐ TRÍ THÉP: HÌNH TÍNH THÉP CỘT C10: (30x40) cm Tính : Chọn: làm cốt thép dọc có : Fa=22,81 cm2 BỐ TRÍ THÉP: HÌNH TÍNH THÉP CỘT C11: (40x40) cm Tính : Chọn: làm cốt thép dọc có : Fa=45,62 cm2 BỐ TRÍ THÉP: HÌNH KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN BIẾN DẠNG VÀ CHUYỂN VỊ CỦA KHUNG I.KIỂM TRA ĐỘ VÕNG CỦA DẦM : -Theo tiêu chuẩn thiết kế BTCT 5574-1991 thì độ võng giới hạn của dầm là : [f]gh = L/150 = 6200/150 = 41,33mm -Với kết quả về chuyển vị của dầm do SAP 2000 xuất ra thì ta tiến hành kiểm tra phần tử dầm có tải trọng truyền lên nhiều nhất nguy hiểm về độ võng là phần tử 126 (do tĩnh tải và hoạt tải cách tầng lẻ gây nên) Ta thấy fmax = 16(mm)<[f]gh =>Vậy điều kiện độ võng đã thỏa mãn II.KIỂM TRA CHUYỂN VỊ NGANG CỦA ĐỈNH KHUNG : -Điều kiện kiểm tra : D/H D < H/750 = 58mm = Dgh Trong đó : *D : chuyển vị ngang lớn nhất tại đỉnh khung công trình (dưới tác dụng của tải trọng gió ) *H : chiều cao công trình tính tới đỉnh nhà Dmax = 44 (mm) <Dgh III.KIỂM TRA CHỐNG LẬT : Vì giải pháp nền móng cho công trình là móng cọc sâu nên ta không cần kiểm tra chống lật cho công trình  CHƯƠNG VI : THIẾT KẾ MÓNG PHƯƠNG ÁN 1 : MÓNG CỌC BTCT (ÉP) I. KHÁI QUÁT VỀ MÓNG CỌC ÉP : Ngoài những đặc điểm chung của móng cọc, móng cọc ép còn cóù những ưu và khuyết điểm sau : + Ưu điểm : - Sức chịu tải của mỗi cọc ép đều biết, lý lịch mỗi cọc đều được nắm rõ (sức chịu tải của mỗi cọc là gần như nhau) qua thi công. - Phát huy triệt để lực ma sát xung quanh cọc & đất dưới mũi cọc. - Thi công không gây chấn động tới công trình xung quanh. - Giá thành rẻ khi chiều dài cọc L<25m - Dễ tiến hành cơ giới hóa thi công. Dễ kiểm tra chất lượng cọc trong quá trình thi công. + Khuyết điểm : - Lượng cốt thép trong cọc ép tương đối lớn (gần bằng với cọc đóng). - Hạn chế về chiều dài cọc (nếu nối nhiều đoạn sẽ làm cọc dễ bị gẫy khúc Ziczac, nguy hiểm đến sự làm việc của công trình). - Không ép qua được các lớp cát bão hòa nước, laterit, đất sét, á sét ở trạng thái rất cứng - Sức chịu tải nhỏ do hạn chế về lực ép. MÓNG N ,M ,Q TẢI TIÊU CHUẨN M1 LỰC DỌC N0 148 MÔMEN M0 2,4 LỰC CẮT Q0 1,7 M2 LỰC DỌC N0 350 MÔMEN M0 3,182 LỰC CẮT Q0 1,413 M3 LỰC DỌC N0 236 MÔMEN M0 3,05 LỰC CẮT Q0 2,12 M4 LỰC DỌC N0 398 MÔMEN M0 4,31 LỰC CẮT Q0 1,8 M5 LỰC DỌC N0 43,52 MÔMEN M0 2,55 LỰC CẮT Q0 1,7 THIẾT KẾ MÓNG M1: LỰC DỌC N0 148 T MÔMEN M0 2,4 Tm LỰC CẮT Q0 1,7 T Bêtông mác 250. Nền đất gồm 3 lớp có tính chất, chiều dày, chỉ tiêu cơ lý được ghi ở bảng sau với độ lún cho phép là 8cm. Bảng số liệu: Số liệu lớp đất Tên gọi đất Chiều dày lớp đất (m) Trọng lượng riêng của lớp đất (T/m3) Tỉ trọng hạt () Độ ẩm W (%) Giới hạn chảy Wnh (%) Giới hạn dẻo Wd (%) Hệ số rỗng Góc ma sát trong Lực dính (T/m3) Lớp 1 Sét pha 7 1,8 2,68 27,5 37 23 0,8 14 1,7 Lớp 2 Sét pha 4 1,9 2,66 31 41 27 0,74 18 2,8 Lớp 3 Cát pha 10 2,05 2,66 16 21 14 0,673 22 2 Dựa vào các công thức: A = Wnh - Wd B = IL = Kết quả thí nghiệm đất: Lớp đất Hệ số rỗng của đất ứng với cấp áp lực nén (Kg/cm2) 1 2 3 4 1 0,75 0,687 0,675 0,61 2 0,69 0,645 0,62 0,59 3 0,623 0,578 0,551 0,537 1. Xác định kích thước móng cọc: Lời nhận xét đầu tiên: vì lớp đất 1, 2 là lớp sét pha và lớp đất 3 là lớp cát pha, nên ta thiết kế mũi cọc đặt vào lớp cát pha. - Chọn chiều sâu chôn móng là: 2m - Chọn tiết diện cọc là: (30 x 30) cm - Chiều dày tính toán của cọc tính từ đáy đài đến mũi cọc là 11m. a. Xác định sức chịu tải giới hạn của cọc: : sức chịu tải cho phép của cọc cho đất nền Trong đó: Ktc : hệ số an toàn bằng 1.4 dựa trên quy phạm : sức chịu tải của đất nền = m(mR´qpxAp + uåmf´fi´hi) m: hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy bằng 1 fi : cường độ tính toán của lớp đất thứ i theo mặt xung quanh cọc (T/m2) u: chu vi tiết diện chân cọc Þ u = 4xd = 4x0,3= 1,2m mR,mf: hệ số làm việc của đất ở mũi cọc và mặt bên có kể đến phương pháp hạ cọc li : chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc ÞmR = 1,1 Þ mf = 1,0 (Phương pháp ép cọc ) Ap= 0,3x0,3 = 0,09 m2 Xác định sức kháng của đất dưới mũi cọc: qp Tra bảng 6.6 trang 117 sách đồ án nền móng : Tên đất : Cát pha; Il=0,286; ZR=13m Tra bảng nội suy : qp= 439,68 T/m2 Chia đất theo thân cọc: h1= 2m ; h2= 2m ; h3= 1m ; h4= 2m ; h5= 2m ; h6= 2m ZR – 2 = 13-2 = 11 m. Xác định fi: Tra bảng 6-3 trang 115 *Lớp đất 1: Sét pha , Il=0,32 , Z1= 3m Tra bảng nội suy: f1= 3,3 T/m2 *Lớp đất 2: Sét pha , Il=0,32 , Z2= 5m Tra bảng nội suy: f2= 3,78 T/m2 *Lớp đất 3: Sét pha , Il=0,32 , Z3= 6,5m Tra bảng nội suy: f3= 4,03 T/m2 *Lớp đất 4: Sét pha , Il=0,29 , Z4= 8m Tra bảng nội suy: f4= 4,58 T/m2 *Lớp đất 5: Sét pha , Il=0,29 , Z5= 10m Tra bảng nội suy: f5= 4,79 T/m2 *Lớp đất 6: Cát pha , Il=0,286 , Z6= 12m Tra bảng nội suy: f6= 5,08 T/m2 1x[1,1x439,68x0,09+1,2x1(3.3x2+3,78x2+4,03x1+4,58x2+4,79x2+5,08x2)]=100(T) (T) Vậy sức chịu tải của cọc là: Qa = 71,43 (T) Khoảng cách giữa các tim cọc là: 3d, để sự làm việc của từng cọc là tốt nhất và không ảnh hưởng với nhau. * Áp lực tính toán do phản lực đầu cọc tác dụng lên đáy của đài cọc là: (T/m2) * Diện tích sơ bộ của đáy đài cọc: m2 * Tải trọng tính toán sơ bộ của đáy: 1,1x2,5x2x2=11 (T) * Tính toán số lượng cọc sơ bộ của móng. - Trọng lượng của đài: 1,1x2,5x2x2=11 (T) - Lực dọc tính toán xác định đến cốt đề tài: (T) Số lượng cọc sơ bộ: Chọn: nc1 = 4 cọc (vì móng chịu tải lệch tâm). L = 0,9 + 2 x 0,3 = 1,5m B = 0,9 + 2 x 0,3 = 1,5m Vậy: diện tích đề tài thực tế là: Fđ = L x B = 1,5 x 1,5 = 2,25m2 - Trọng lượng tính toán của đài và đất trên đài: 1,1x2,25x2x2=9,9 (T) -Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài: (T) - Momen tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại đế đài: Mtt = Mott + Qtt . h = 1,2 x 2,4 + 1,2 x 1,7 x 2 = 6,96 (T.m) - Lực truyền xuống các cọc: Pmax = 48,81 (T) Pmin = 44,94 (T) Vậy: = 46,88 (T) Trọng lượng tính toán của cọc: Pc = n x Fc x lc x = 1,1 x 0,3 x 0,3 x 11 x 2,5 =2,723 (T) Nhận xét: 48,81+2,723=51,533 (T) Vậy 51,533 (T) < Qa = 71,43 (T) Thỏa mãn điều kiện lực max truyền xuốn cọc. = 44,94 T > 0. Vậy không cần kiểm tra theo điều kiện chống nhổ. Kiểm tra nền móng cọc ma sát theo điều kiện biến dạng độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún của nền khối móng qui ước có mặt cắt là abcd. Trong đó jtb = = = 16,94o α = Chiều dài của đáy móng khối quy ước: Lm = a + 2xLcxtgµ = 0,9+ 2x+11x tg4,235o = 2 m Bề rộng của khối móng quy ước: Bm = b + 2xLcxtgµ = 0,9+ 2x+11x tg4,235o = 2 m Với: a,b là khoảng cách giữa hai mép ngoài của hai cọc biên theo phương a,b Lc chiều dài của cọc tính từ đáy đài đến mũi cọc ÞFm = Bm´Lm = 2x2 =4 m2 Chiều cao khối móng qui ước là: HM = 13m * Xác định trọng lượng của khối qui ước trong phạm vi từ đế tải trở lên có thể xác định theo công thức: 4x2,1x2,0 = 16,8 (T) * Trọng lượng đất sét trong phạm vi từ đế tải đến đáy của lớp đất sét pha của lớp 1 và phải trừ đi phần thể tích đất bị 4 cọc chiếm chỗ: 4x4,9x1,8-4x0,3x0,3x4,9x1,8= 32,1 (T) Trị tiêu chuẩn trọng lượng cọc 30 x 30 cm, dài 11m là: 11 x 0,3 x 0,3 x 2,5 = 2,475 (T) * Trọng lượng cọc trong lớp 1: (T) * Trọng lượng khối qui ước trong phạm vi lớp sét pha của lớp 2 chưa kể trọng lượng cọc: 4x4x1,9-4x0,3x0,3x4x1,9= 27,67 (T) * Trọng lượng cọc trong lớp 2: (T) * Trọng lượng khối qui ước trong lớp cát pha của lớp 3: 4x2x2,05 - 4x0,3x0,3x2x2,05= 14,92 (T) * Trọng lượng cọc trong lớp 3: (T) Vậy trọng lượng của khối qui ước là: 16,8+32,1+4,41+27,67+3,6+14,92+1,8 =101,3 (T) * Momen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy khối qui ước: 2,4x1,2+1,7x1,2x11,7 = 26,75 (Tm) * Độ lệch tâm: = 0,264 (m) * Áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối qui ước: Giải ra được: 125 (T/m2) 14,5 (T/m2) = 69,75 (T/m2) Cường độ tính toán của đất ở đáy khối qui ước: Rtcm = Trong đó: m1xm2 = 1.2x1,01 ( khi =) Ktc =1 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối với đất. jII = 22o tra bảng 2-1 trang 64 sách “Nền Và Móng Các Công Trình Dân Dụng Và Công Nghiệp” của tác giả “GSTS. Nguyễn Văn Quảng”. jII = 220 Þ A=0,61; B=3,44; D=6,01 tb = = = 1,869 T/m3 Þ Rm = (T/m2) Xét : 125 (T/m2)< RM x 1,2 = 144,1 x 1,2 = 173 T/m2 14,5 (T/m2)< RM = 144,1 T/m2 (thỏa điều kiện) 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 qui ước có diện tích bé nên ta dùng mô hình nền là nửa không gian biến dạng tuyến tính để tính toán. * Ứng suất bản thân tại lớp đất sét pha của lớp 1: 7 x 1,8 = 12,6 (T/m2) * Ứng suất bản thân tại lớp đất sét pha của lớp 2: 4 x 1,9 = 7,6 (T/m2) * Ứng suất bản thân tại lớp đất cát pha của lớp 3: 2 x 2,05 = 4,1 (T/m2) * Ứng suất bản thân của cả 3 lớp: 12,6+7,6+4,1= 24,3 (T/m2) * Ứng suất gây lún của đáy khối qui ước: = 69,75 – 24,3 = 45,5 (T/m2) Chia nền đất dưới đáy khối qui ước thành các lớp bằng nhau và bằng: =0,4(m) Điểm Độ sâu Z (m) Ko (kg/cm2) (kg/cm2) 0 0 0 1 1 4,55 2,43 1 0,4 0,4 1 0,96 4,473 2,502 2 0,8 0,8 1 0,8 4,401 2,574 3 1,2 1,2 1 0,606 4,329 2,646 4 1,6 1,6 1 0,449 4,257 2,778 5 2,0 2,0 1 0,336 4,185 2,79 6 2,4 2,4 1 0,257 4,113 2,862 7 2,8 2,8 1 0,201 4,041 2,934 8 3,2 3,2 1 0,16 3,969 3,006 9 3,6 3,6 1 0,13 3,897 3,078 10 4,0 4,0 1 0,108 3,825 3,15 11 4,4 4,4 1 0,091 3,753 3,222 12 4,8 4,8 1 0,077 3,681 3,294 13 5,2 5,2 1 0,066 3,609 3,366 Dáng hệ số rỗng ứng với cấp áp lực P (KG/ cm2 ) P 0 1 2 3 4 ε 0,673 0,623 0,578 0,551 0,537 Nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất bao quanh nên tải trọng móng được truyền trên diện tích rộng hơn, xuất phát từ mép ngoài tại đáy cọc và nghiêng 1 góc: jtb = = = 16,94o α = *TÍNH S: -Xét lớp điểm 0 : Zo=0 P1.0= (kg/cm2) Tra bảng nội suy được: P2.0= P1.0 +=6,98 kg/cm2 Tra bảng nội suy được: -Xét lớp điểm1 : Z1=0,4m P1.1= (kg/cm2) Tra bảng nội suy được: P2.1= P1.1 +=6,98 kg/cm2 Tra bảng nội suy được: -Xét lớp điểm2 : Z2=0,8m P1.2= (kg/cm2) Tra bảng nội suy được: P2.2= P1.2 += 6,8 kg/cm2 Tra bảng nội suy được: -Xét lớp điểm 3 : Z3=1,2m P1.3= (kg/cm2) Tra bảng nội suy được: P2.3= P1.3 += 6,98 kg/cm2 Tra bảng nội suy được: Tổng độ lún: S= S0+S1+S2+S3=0,69+0,74+0,79+0,816= 3,036 cm Þ S = 3,036 cm < Sgh = 8 cm ( thỏa mảng yêu cầu biến dạng) Ta thấy tổng các điểm có độ lún luôn < Sgh = 8 (cm) (Thỏa điều kiện lún). * TÍNH MOMEN NGÀM ĐẦU CỌC: Đầu cọc được ngàm vào bệ, do vậy cọc chuyển vị ngang mà không chuyển vị xoay (……) Xác định hệ số tỉ lệ hệ số K: Lớp 1: đất sét pha: I2 = 0,32 Tra bảng 5 – 14 trang 297 sách nền móng được: K1 = 500 T/m4 Lớp 2: đất sét pha: I2 = 0,29 Tra bảng có K2 = 500 T/m4 Lớp 3: đất cát pha: I2 = 0,286 Tra bảng có K3 = 500 T/m4 * Tính chuyển vị ngang của cọc: yo = Với Qo = 1,7 (T) Mo = 2,4 (Tm) EJ: với Eb = 2,52.106 (T/m2) EJ = 2,52.106 x= 1701 (T/m2) * Xác định: Mott = M Qolo Qo =1,2 x 1,7 = 2,04 (T) Mott = 1,2 x 2,4 + 2,04 x 2 Qo = 2,04 Mott = 6,96 (T.m) Qott = 2,04 (T) Lực ngang tác dụng lên đầu mỗi cọc = 0,51 (T) Với dtt = 1,5d + 0,5 = 1,5 x 0,3 + 0,5 = 0,95 (m) = 2(d +1) = 2(0,3 + 1) = 2,6 (m) Vậy : = 0,775 (m-1) L = x L = 0,775 x 13 = 10,075 Tra bảng 5 – 15 trang 298 sách nền móng được: Ao = 2,441 Bo = 1,621 Co = 1,751 Chuyển vị ngang do Ho=1 Vậy : = 3,083x10-3 (m/T) Chuyển vị xoay do Mo = 1 gây ra: = 1,328x10-3 (1/Tm) Chuyển vị ngang do Mo = 1: = 1,587x10-3 (m/T) Tải ngang trên đầu mỗi cọc: Q1tt = =0,51 (T) Q1tc = =0,425 (T) * Momen ngàm đầu cọc: Mf = Vì chiều cao tự do của đài cọc cho lo = 0 nên: Mftc = (Tm) Mftt = (Tm) Dấu (-) trong bài toán có ý nghĩa là khi lực ngang Q hướng từ trái sang phải thì gây ra momen hướng ngược lại. * Chuyển vị ngang tại đầu cọc là: yotc = = 3,083x10-3x 0,425 + 1,587x10-3x(-0,508)= 0,504x10-3 (m) Với Motc = Mftc = -0,508 (T.m) yott = =3,083x10-3x 0,51 + 1,587x10-3x(-0,61)= 0,604x10-3 (m) Với Mott = Mftt = -0,61 (T.m) Vậy tổng cả hai chuyển vị: Yotc + Yott = 0,504.10-3 + 0,604.10-3 = 1,108.10-3 < 10 mm Vậy thỏa điều kiện chuyển vị ngang * Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc: Dùng bêtông mác 200, thép AII Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện đâm thủng: vẽ tháp đâm thủng thì đáy tháp nằm trùm ra ngoài trục các cọc. Như vậy đài cọc không bị đâm thủng. Tính toán momen và thép đặt cho đài cọc: Momen tương ứng với mặt ngâm I-I: MI = r1 (p3 + p6) Ở đây: p3 = p6 = pmax = 48,81 (T) MI = 0,55 (48,81 + 48,81) =