Đồ án nền móng Nguyễn Phước Cảnh Sang

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DÙNG CHO SINH VIÊN ĐẠI HỌC – HỌC VIÊN CAO HỌC CÁC CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT 1. Đề tài: Đồ án Nền móng 2. Dạng File: Auto Cad, có thuyết trình đầy đủ 3. Đối tượng: Dùng cho Học sinh, sinh viên Cao đẳng – Đại học và học viên Cao học Khối chuyên ngành xây dựng, giao thông, kiến trúc … 4. Dung lượng: 43,91 MB

Trang 1

ĐỒ ÁN MÔN HỌC : NỀN VÀ MÓNG

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO MÓNG THEO MẶT

BẰNG HÌNH 4

I)Với số liệu cho trước như sau :

- Thiết kế móng chân cột của công trình dân dụng nền đất thiết kế gồm ba lớp :

+ Lớp 1 : Là lớp đất sét

+ Lớp 2 : Là lớp cát hạt trung

+ Lớp 3 : Là lớp á cát

Tải trọng tính toán ở mặt móng

 Mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên 3m

Độ lún giới hạn Sgh = 10 cm

Các chỉ tiêu cơ lý của đất

Lớp

đất

Chiê

öudày

(m)

Tỷtrọng Dung

trọng

Độẩmtựnhiên W( %)

Giớihạnnhão

W (%)

Giớihạndẽo

W (%)

Gócnộimasát (độ)

Lựcdínhđơn vị(Kg/cm2)

Trang 2

PHẦN THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN

I.Đánh giá về nền đất.

1.Xáïc định chỉ số dẻo và độ sệt của đất dính.

+Lớp thứ nhất : Sét

- Độ sệt của đất :

B = (W - Wd)/(Wnh - Wd)

B = (22 -12)/(30 - 12) = 0,556 0,25 < B = 0,556 < 0,75  đất dẽo mềm

- Độ no nước

G = (0,01.W)x/e0 = 0,01x22x2,7/0,647 = 0,918G= 0,918 > 0,8 đất bão hoà nước

Lớp này ở trạng thái dẽo mềm bão hoà nước

+Lớp thứ hai : Cát hạt trung

Ta có lớp này ở trạng thái chặt vừa

Độ no nước

G = (0,01.W)x/e0 = 0,01x22x2,64/0,66 = 0,88G= 0,88 > 0,8 đất bão hoà nước

Lớp này là lớp đất bảo hoà nước

Lớp này ở trạng thái dẽo ẩm

Do tất cả các lớp đều có hệ số rỗng tự nhiên 0 < 1 nên ta cóthể đặt móng của công trình trực tiếp lên nền thiên nhiên, không cần xử lý nền Tính toán thiết kế móng theo hai phươngán

Trang 3

PHƯƠNG ÁN THỨ NHẤT : MÓNG NÔNG

A> MÓNG CỘT GIỮA

I.Xác định kích thước đế móng

- Dùng phương pháp tính toán là phương pháp trạng thái giới hạn thứ II (Tải trọng tiêu chuẩn và tổ hợp cơ bản )

- Tải trọng tiêu chuẩn ở đỉnh móng :

Lực dọc N0tc = N0tt/1,2 = 90,2/1,2 = 75,167 (T)

Mômen uốn M0tc = M0tt/1,2 = 1,9/1,2 = 1,583 (Tm)

Lực cắt : Q0tc = Q0tt/1,2 = 1,7/1,2 =1,417 (T)

1.Chọn chiều sâu móng :

Chọn chiều sâu chôn móng hm = 1,5m Móng chôn ở lớp sét cách mặt nước ngầm 1,5m

2.Xác định kích thước đáy móng :

Giả thiết b = 1,5 m

Cường độ tính toán của lớp cát hạt trung:

Rtc =

tc k

m

m1. 2

(AbII + Bhm’II + D.CII)

m1 là hệ số điều kiện làm việc của nền đất

m2 hệ số xét tác dụng giữa nền và công trình

ktc là hệ số tin cậy

II là dung trọng của lớp đất dưới đáy móng

‘II dung trọng trung bình của lớp đất từ đáy móng trở lên

Vì móng đặt ở lớp đầu tiên nên II=’II = 2,0 (g/cm3 ) = 2000 kG/

Rtc = 1.11,2[(0,51.1,5 2500+ 3,06.1,5.2000) +5,56.2500] = 29,832(tm)

Diện tích của đế móng

F = N0tc/(Rtc - tb.hm) = 75,167/(29832 - 2000.1,5) = 2,8(m2)Chọn =1,1

max  1,2Rtc

Trang 4

Ứng suất cực đại theo phương đứng tại đáy móng

tcmax/min =

b a

N tc

.

0 (1 + 6a e ) +tb.hm Với e = (Mtc + Qtc.hm) / N0tc = (1,583 + 1,417.1,5) /75,167 = 0.049(m)

max = 30,37 < 1,2Rtc = 29,832.1.2 = 35,798 t/m2

Điều kiện kiểm tra thõa mãn, vậy kích thước axb = 2,1x1,5 móng đã chọn của móng được chấp nhận và thiên về an toàn

a, Aïp lực gây lún:

ỨÏng suất phụ thêm ứng với trục đi qua trọng tâm đáy móng

do áp lực công trình truyền xuống : gl

zi = K0i.gl Với K0 tra bảng phụ thuộc tỷ số a/b & zi/b

Ứng suất phụ thêm trung bình mỗi lớp đất do trọng lượng bản thân của đất gây ra khi chưa có công trình :

P1 = (bt

zi 1 +bt

zi ) / 2Ứng suất phụ thêm trung bình của lớp đất thứ i do tải trọng ngoài gây ra :

P1i = (gl

zi-1 + gl

zi) /2Aïp lực trung bình của mỗi lớp đất do trọng lượng bản thân của đất & tải trọng ngoài gây ra :

P2i = P1 + P1i

Bảng 1 :Ghi kết quả tính toán zi và bt Zi

Lớp Điể zi (m) 2zi/b a/b K0 glZi btzi

3 1

1

66 , 0 1

) 1 64 , 2 ( 1 1

) 1 (

m t n

Trang 5

SÉT

0123456789101112131415

00,30,60,91,21,51,82,12,42,733,33,63,94,24,5

00,40,81,21,62,02,42,83,23,64,04,44,85,25,66

1,41,41,41,41,41,41,41,41,41,41,41,41,41,41,41,4

10,9720,8480,6820,5320,4140,3250,260,210,1730,1450,1220,1050,0910,0790,07

23,86223,19420,35216,27412,6959,8797,7556,2045,0114,1283,4602,9112,5062,1711,8851,670

33,64,24,85,466,2966,5936,8897,1867,4827,7788,0758,3718,6688,964

Với 1i :Hệ số rỗng ứng với tải trọng P1i

2i :Hệ số rỗng ứng với tải trọng P2i

Dựa vào bảng kết quả thí nghiệm nén ta vẽ được đường cong nén lún của các lớp đất Và ứng với các tải trọng P1i P2i vừa tính được ta sẽ tìm được 1i 2i tương ứng

Kết quả tính toán ghi ở bảng

Lớp

đất Điểm P(KG/1

cm 2 )

P1i (KG/

cm 2 )

P2i (KG/

i i n

i

S S

2 1



Trang 6

SÉT

123456789101112131415

0,330,390,450,510,570,61480,64450,67410,70380,73340,7630,79270,82230,8520,8816

2,3532,1711,8251,4481,1290,8820,6980,5610,4570,3790,3190,2710,2340,2030,178

2,6832,5612,2751,9581,6991,4971,3421,2351,1611,1131,0821,0641,0561,0551,059

0,6370,6350,6340,6320,630,6420,6410,640,6390,6380,6370,6360,6350,6340,634

0,5890,590,5940,5980,6030,6230,6250,6250,6280,6280,6290,6290,6290,6290,629

0,880,830,730,630,50350,290,260,20,190,150,130,110,090,09

Từ kết quả tính toán trên ta có biểu đồ ứng suất nén lún của các phân tố như hình vẽ

SÉT

CÁT HẠT TRUNG

Trang 7

Từ các kết quả thí nghiệm ta có đường cong nén lún của các

lớp đất như sau

Lớp cát hạt trung Lớp sét

Lớp Á cát

5.Tính toán và kiểm tra độ bền cho móng :

- Dùng bêtông mác 200 có Rk = 7,5 kG/cm2

Rn = 90 kG/cm2

- Thép AII có Rn = 2400 kG/cm2

- Khi tính toán móng ta dùng tải trọng tính toán và tổ hợp bất lợi nhất

Trọng lượng của móng và các lớp đất tren móng không làm cho móng bị uốn hay gây ra đâm thủng móng nên không kể đến trong tính toán

a)Xác định áp lực của nền ngay tại đáy móng :

- Dùng phương pháp tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất để tính toán (tải trọng tính toán là tổ hợp bổ sung )

Trang 8

max = 40 , 895

1 , 2

054 0 6 1 5 , 1 1 , 2

6 , 111

054 0 6 1 5 , 1 1 , 2

6 , 111

L = (2,1 - 0,6 ) /2 = 0,75 m

tt

I = 29,962+ ( 40 , 895 29 , 962 )

1 , 2

75 , 0 1 , 2



= 36,99 (t/m2) Áp lực trung bình trên đoạn 0,75 m

Vậy điều kiện được thoả mãn

b,Điều kiện ổn định quay quanh mép móng:

M

a

N

tt tt

2

1 , 2 6 , 111



= 19,53 thoã mãn điều kiện ổn định

về lật

II Tính toán móng theo trạng thái giới hạn thứ 2:

Kiểm tra theo 3 điều kiện:

- Bị nức gãy do mômen uốn (1)

- Phá hoại theo mặt phẳng nghiêng (2)

Với tbtt = 38,943 t/m2nhưng để lấy an toàn lấy tbtt = maxtt

= 40,895 (t/m2)

Trang 9



h0  0,87(b - bc)

ku

tt tb R



h0  0,87(2,1 - 0,6)

64

895 ,

40 = 1,043 m

h0  0,87(1,5 - 0,4)

64

895 ,

M

9 ,

0 0

Chọn thép AII có Ra = 24000 (tm)

+) Fa11  17,253/(0,9.24000.1,05)=0,000761 m2= 7,61(cm2)

Chọn 10 fa = 0,785 1cm2

Trang 10

Chọn 11 thanh 10 có diện tích là Fa =8,635 cm2

Khoảng cách 2 trục thép liên tiếp là a=140mm , mỗi bên còn lại

(150-(10.14 + 2.0,25))/2 = 2,5 cm

Chiều dài mỗi thanh là l= 2100 - 2.25 = 2050 mm

+) Fa22  12,989/(0,9.24000.1,05) = 0,0005467 m 2 = 5,467 (cm2) Chọn 10 fa = 0,785 (cm2)

Chọn 9 thanh 10 có diện tích là Fa = 0,785 cm2

Khoảng cách 2 trục thép liên tiếp là a=250 mm , mỗi bên cònlại

(210-(8.25 + 2.2,5)/2 = 2,5 cm

+) Diện tích cốt thép cho cột và cốt đai

Diện tích cốt thép cho cột thuộc về tính toán bêtông , ở đâylấy 618

Cốt đai cho cột chọn 6 a200

Chiều dài của mỗi cốt đai

L= 2(550 + 350 + 600 + 400) = 1900 mm

B> MÓNG CỘT BIÊN

I.Xác định kích thước đế móng

- Dùng phương pháp tính toán là phương pháp trạng thái giới hạn thứ II (Tải trọng tiêu chuẩn và tổ hợp cơ bản )

- Tải trọng tiêu chuẩn ở đỉnh móng :

Lực dọc N0tc = N0tt/1,2 = 77,5/1,2 = 64,58 (T)

Mômen uốn M0tc = M0tt/1,2 = 4,2/1,2 = 3,5 (Tm)

Lực cắt : Q0tc = Q0tt/1,2 = 1,6/1,2 =1,33 (T)

1.Chọn chiều sâu móng :

Chọn chiều sâu chôn móng hm = 1,5m Móng chôn ở lớp sét cách mặt nước ngầm 1,5m

2.Xác định kích thước đáy móng :

Giả thiết b = 1,5 m

Cường độ tính toán của lớp cát hạt trung:

Rtc =

tc k

m

m1. 2

(AbII + Bhm’II + D.CII)

m1 là hệ số điều kiện làm việc của nền đất

m2 hệ số xét tác dụng giữa nền và công trình

ktc là hệ số tin cậy

II là dung trọng của lớp đất dưới đáy móng

‘II dung trọng trung bình của lớp đất từ đáy móng trở lên

Vì móng đặt ở lớp đầu tiên nên II=’II = 2,0 (g/cm3 ) = 2000 kG/m3

CII lực dính của lớp đất đặt đáy móng

CII =0.25 kG/cm2 = 2500 kG/m2

 = 20o tra bảng ta có : A = 0,51

D = 5,56Với m1 & m2 lần lượt bằng 1,2 & 1; ktc = 1

Trang 11

Rtc =

1

2 , 1 1

[(0,51.1,5 2500+ 3,06.1,5.2000) +5,56.2500] = 29,832(tm)

Diện tích của đế móng

F = N0tc/(Rtc - tb.hm) = 64,58/(29832 - 2000.1,5) = 2,407(m2)Chọn =1,3

tcmax/min =

b a

N tc

.

0 (1 + 6a e ) +tb.hmvới e = (Mtc + Qtc.hm) / N0tc = (3,5 + 1,33.1,5) /64,58 = 0.085 (m)

a, Aïp lực gây lún:

Ứng suất phụ thêm ứng với trục đi qua trọng tâm đáy móng

do áp lực công trình truyền xuống : gl

zi = K0.glVới K0 tra bảng phụ thuộc tỷ số a/b & zi/b

Ứng suất phụ thêm trung bình mỗi lớp đất do trọng lượng bản thân của đất gây ra khi chưa có công trình :

3 1

1

66 , 0 1

) 1 64 , 2 ( 1 1

) 1 (

m t n

Trang 12

P1 = (bt

zi 1 +bt

zi ) / 2Ứng suất phụ thêm trung bình của lớp đất thứ i do tải trọng ngoài gây ra :

P1i = (gl

zi-1 + gl

zi) /2Aïp lực trung bình của mỗi lớp đất do trọng lượng bản thân của đất & tải trọng ngoài gây ra :

00,30,60,91,21,51,82,12,42,733,33,63,94,24,5

00,40,81,21,62,02,42,83,23,64,04,44,85,25,66

1,41,41,41,41,41,41,41,41,41,41,41,41,41,41,41,4

10,9720,8480,6820,5320,4140,3250,260,210,1730,1450,1220,1050,0910,0790,07

20,519,92617,38413,98110,9068,4876,6635,334,3053,5472,9732,5012,1531,8661,6201,435

33,64,24,85,466,2966,5936,8897,1867,4827,7788,0758,3718,6688,964

Tính lún theo công thức cộng lún từng lớp phân tố:

Với 1i:hệ số rỗng ứng với tải trọng P1i

2i:hệ số rỗng ứng với tải trọng P2i

Dựa vào bảng kết quả thí nghiệm nén ta vẽ được đường cong nén lún của các lớp đất Và ứng với các tải trọng P1i P2i vừa tính được ta sẽ tìm được 1i 2i tương ứng

Kết quả tính toán ghi ở bảng

i i

h S

S

2 1



Trang 13

0,330,390,450,510,570,61480,64450,67410,70380,73340,7630,79270,82230,8520,8816

2,02131,86551,56831,24040,96970,75750,59960,48480,39260,3260,27370,23270,20090,17430,1527

2,3512,2562,0181,7541,541,3721,2441,1561,0961,0591,0371,0251,0231,0231,034

0,6370,6350,6340,6320,630,6420,6410,640,6390,6380,6370,6360,6350,6340,634

0,5930,5940,5970,6020,6060,6240,6260,6280,6290,6290,6290,6300,6300,6300,629

0,810,750,680,550,440330,270,220,180,160,150,110,090,070,09

Từ bảng tính lún ta có : S =  SI =4,90 cm < Sgh =10 cm Vậy

điều kiện về lún được thõa mãn vậy ta chọn kích thước

móng cột giữa là ( 2,1 x 1,5 ) m

Từ kết quả tính toán trên ta có biểu đồ ứng suất nén lún

của các phân tố như hình

Trang 14

CÁT HẠT TRUNGSÉT

5.Tính toán và kiểm tra độ bền cho móng :

Dùng bêtông mác 200 có Rk = 7,5 kG/cm2

Rn = 90 kG/cm2

Thép AII có Rn = 2400 kG/cm2

Khi tính toán móng ta dùng tải trọng tính toán và tổ hợp bất lợi nhất

Trọng lượng của móng và các lớp đất tren móng không làm cho móng bị uốn hay gây ra đâm thủng móng nên không kể đến trong tính toán

a)Xác định áp lực của nền ngay tại đáy móng :

- Dùng phương pháp tính toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất để tính toán (tải trọng tính toán là tổ hợp bổ sung )

087 0 6 1 5 , 1 1 , 2

25 , 78

087 0 6 1 5 , 1 1 , 2

25 , 78

Trang 15

Theo tam giác đồng dạng ta tìm được áp lực tt

I tại tiết diện cách mép móng một doạn

L = (2,1 - 0,6 ) /2 = 0,75 m

ttI= 18,358+ ( 31 , 325 18 , 358 )

1 , 2

75 , 0 1 , 2



= 26,694 t/m2Áp lực trung bình trên đoạn 0,75 m

Vậy điều kiện được thoả mãn

b,Điều kiện ổn định quay quanh mép móng:

M

a

N

tt tt

2

1 , 2 25 , 78



= 12,083 thoã main điều kiện ổn định

về lật

II Tính toán móng theo trạng thái giới hạn thứ 2:

Kiểm tra theo 3 điều kiện:

- Bị nức gãy do mômen uốn (1)

- Phá hoại theo mặt phẳng nghiêng (2)



Trang 16

h0  0,87(b - bc)

ku

tt tb R



h0  0,87(2,1 - 0,6)

64

325 , 31

= 0,913 m

h0  0,87(1,5 - 0,4)

64

325 ,

Pcttt không thể có giá trị âm nên ta lấy Pcttt = 0

3) Theo điều kiện chịu cắt trực tiếp

- Mômen theo tiết diện II_II (theo phương cạnh ngắn b):

MII-II-2 = 0,25.max.a(b - bc)2

M

9 ,

0 0

Chọn thép AII có Ra = 24000(tm)

+ Fa11  13,215/(0,9.24000.0,95)=0,000644 m2= 6,44 (cm2)

Chọn 10 fa = 0,785 1cm2

Khoảng cách 2 trục thép liên tiếp là a=175mm , mỗi bên còn lại

(150-(8.17,5 + 2.2,5))/2 = 2,5 cm

chiều dài mỗi thanh là l= 2100 - 2.25 = 2050 mm

Trang 17

+ Fa22  19,9/(0,9.24000.0,95) = 0,0009698 m 2 = 9,698 (cm2)

Chọn 10 fa = 0,785 1cm2

Khoảng cách 2 trục thép liên tiếp là a=250 mm , mỗi bên còn lại

(210-(8.25 + 2.2,5)/2 = 2,5 cm

+) Diện tích cốt thép cho cột và cốt đai

Diện tích cốt thép cho cột thuộc về tính toán bêtông , ở đây lấy 618

Cốt đai cho cột chọn 6 a200

Chiều dài của mỗi cốt đai

L= 2(550 + 350 + 600 + 400) = 1900 mm

PHƯƠNG ÁN HAI: MÓNG CỌC ĐÀI THẤP

A> THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ĐÀI THẤP CHO CỘT GIỮA

1.Chọn hình dáng và kích thước cọc:

- Tiết diện cọc hình vuông (2525 ) cm

- Chiều dài cọc 8m

- Sau khi đóng phá vỡ 0,15m & 0,15m ngàm vào đài

- Bêtông mác 250 có Rn = 110 kg/cm2

Trang 18

- Cốt dọc của cọc chọn thép AII , 416, Fa = 8,04 cm2, Rn = 2400kg/cm2

- Chọn độ sâu chôn đài hm = 1 m

2.Xác định sức chịu tải của cọc:

a,Theo vật liệu làm cọc:

m=1 đối với công trình dân dụng

 : hệ số uốn dọc tuỳ thuộc độ mãnh của cọc

 = 1

Rb = Rn = 110 kg/cm2cường độ chịu nén của bê tông

Ra = 2400 kg/cm2 cường độ tính toán của thép

Fa diện tích cốt thép Fa= 8,04 cm2

Fb diện tích của bê tông Fb= 25.25 = 625 cm2

b,Sức chịu tải của cộc theo đất nền:

R : cường độ lớp đất ở mũi cọc (tra bảng có R = 300 t/m2)

fI : lực ma sát chung quanh cọc của lớp đất thứ I mà cọcxuyên qua (tra bảng)

Với cọc chịu nén thì

Pdn = 0,7.(mRR.F + u  mfi.fi.lI)

- Cọc qua lớp sét 3m chia thànìh 2 lớp 1m và 2m

- Qua lớp cát hạt trung 3m chia thành 2 lớp : 1m và 2m

- Qua lớp á cát 3 m chia thành 2 lớp 1m và 2m

4.Xác định sơ bộ đáy đài và số lượng cọc:

Áïp lực tính toán do phản lực đầu cọc tác dụng lên đáy đài

P tt = P gh /(3d) 2 = 36,2/(3.0,25) 2 = 64,356 t/m 2

Trang 19

Diệnc tích sơ bộ của đáy đài

2,1.1.2356,64

6,111

N tb tt

Diện tích thực tế của đế đài

Trang 20

2

1.2)20/45(.2

0 2 2

04 , 2



5.Kiểm tra tải trọng tác dụng lên mũi cọc:

Điều kiện : Pmax  Pgh (nén)

Pmix  Pgh (kéo)Tải trọng tác dụng lên một cọc xác định theo công thức:

i

x j

i y

tt

y y

M x

x

M n

N

2 2

6)Kiểm tra nền đất tại mặt phảng mũi cọc:

Giả thiết có móng khối qui ước ABCD với kích thước

Góc mở  = tb / 4 =

i

i i

h



 4

Trang 21

Q

tc

W

M F

Trọng lượng móng khối quy ước trong phạm vi lớp á cát

Ntc

4 = (F - 4.Fcọc) = (2,814.2,814.3 - 0,25.0,25.3.4 ).1,95 =44,86 (t)

- Trọng lượng của 4 cọc trong phạm vi đáy đài đến móng khối quy ước :

N5 = 4.Fcọc h.bt = 4.0,25.0,25.8.2,5 = 5 (t)

Vậy tải trọng tại đáy của khối móng qui ước là:

Định dạng
Số trang	34
Dung lượng	539 KB