HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TOÁN MÓNG

Xác định tải trọng xuống móng : Thông thường dùng tổ hợp nội lực Nmax - Mtư trong cột để tính toán móng.. Nếu chính xác để xác định nội lực tiêu chuẩn ta phải tính lại khung khi chịu tải

N Q M

N Q

M = M + Q.h

HƯỚNG D N Ẫ ĐỒ ÂN T T NGHI P TÍNH TOÁN MÓNG.Ố Ệ

1 MÓNG ĐƠN :

Thứ tự thiết kế :

1) Xác định tải trọng tác dụng xuống móng

2) Chọn độ sâu chôn móng

3) Xác định kích thước sơ bộ đế móng

4) Kiểm tra kích thước đế móng theo TTGH 2 (của nền đất)

5) Kiểm tra kích thước móng theo TTGH 1 (của móng)

6) Tính toán độ bền, cấu tạo móng

1.1 Xác định tải trọng xuống móng :

Thông thường dùng tổ hợp nội lực Nmax - Mtư trong cột để tính toán móng Sau đó kiểm tra với các tổ hợp còn lại

Khi tính toán với TTGH 1 dùng tổ hợp nội lực tính toán

Khi tính toán với TTGH 2 dùng tổ hợp nội lực tiêu chuẩn

Do khi tính toán khung ta dùng tải trọng tính toán ⇒ nội lực trong khung là nội lực tính toán Nếu chính xác để xác định nội lực tiêu chuẩn ta phải tính lại khung khi chịu tải trọng tiêu chuẩn (tải trọng không nhân với hệ số vượt tải), nhưng để đơn giản có thể lấy :

Nội lực tiêu chuẩn = nội lực tính toán / 1,15

Do vậy tc 1N,15tt

N = ; tc 1M,15tt

M = ; tc 1Q,15tt

Do khi tính khung, ta xem cột liên kết ngàm tại cốt

mặt trên của móng nên lực truyền xuống móng là tại vị

trí mặt trên của móng Khi tính toán móng ta cần đưa tải

trọng tại mặt trên móng xuống đặt tại đáy móng

Suy ra M tại vị trí đáy móng = M + Q.h (chú ý

chiều Q & M, nếu ngược chiều nhau thì ⇒ M tại vị trí

đáy móng = M – Q.h)

Và lực dọc N truyền xuống đáy móng = lực dọc trong cột + trọng lượng phần cột + dầm tầng trệt

Khi tính móng, ta xem lực Q truyền vào đất xung quanh móng (không xét) còn N & M truyền xuống đất dưới đáy móng

1.2 Chọn chiều sâu chôn móng (hcm ) :

Là khâu quan trọng của công tác thiết kế móng Trong nhiều trường hợp đế móng càng nông thì giá thành càng rẻ nên người ta cố gắng đặt móng nông nếu có thể được, nhưng các lớp đất trên cùng thường không bảo đảm những đòi hỏi đối với đất nền do tính nén lún lớn, sức chịu tải thấp mất ổn định, v…v…

Chiều sâu chôn móng phụ thuộc các yếu tố

+ Địa hình, điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn

+ Đặc điểm công trình thiết kế và các công trình lân cận

+ Aính hưởng của khí hậu

Khi chọn chiều sâu chôn móng cần lưu ý sức chịu tải của nền phụ thuộc chiều sâu chôn móng và bề rộng móng

+ Khi ≤0,5

b

h cm

: móng thuộc loại chôn nông Khi vượt trạng thái cân bằng giới hạn, đất nền bị ép trồi lên trên mặt đất ⇒ sức chịu tải của nền sẽ bé

+ Khi 0,5< ≤2

b

h cm

: móng thuộc loại chôn sâu trung bình Sức chịu tải của nền không lớn lắm

+ Khi 2< ≤3

b

h cm

: móng thuộc loại chôn sâu Sức chịu tải của nền tăng lên nhiều

+ Khi >3

b

h cm

: móng thuộc loại chôn rất sâu Sức chịu tải lớn hơn rất nhiều các trường hợp trên

(thường chọn chiều sâu chôn móng hcm = 1 ÷ 1,5m)

1.3 Xác định kích thước sơ bộ đế

móng :

+ Giả thiết chiều rộng đế móng b

+ Xác định cường độ đất nền :

Rtc = (A.b + B.hcm).γ + D.Ctc

γ : trọng lượng riêng của đất

A, B, D : các hệ số phụ thuộc ϕtc (ϕtc : góc

nội ma sát tiêu chuẩn của nền đất)

→ Tra bảng 2-2 trang 28, giáo trình “ Nền & Móng ”

Ctc : lực dính tiêu chuẩn của nền

+ Xác định diện tích F yêu cầu :

m tb tc

tc h R

N F

γ

−

≥

Ntc : tải trọng tiêu chuẩn truyền xuống móng

(xác định ở bước 1)

Rtc : ở trên

γtb : dung trọng trung bình của đất & bêtông trên đáy móng (γtb = 2 ÷ 2,2T/m3)

hm : chiều sâu của lớp đất trên móng (tính từ cốt hoàn thiện nền 0.00 đến cốt đáy móng) Sau khi xác định F ⇒ chọn kích thước đế móng a×b Kiểm tra lại b chọn và b giả thiết ban đầu Nếu sai khác cần giả thiết lại và tính lại F

∗ Theo Linovits thì chọn kích thước đế móng như sau :

tc

tc tc R

G N

b= + ; Gtc : trọng lượng phần đất & bêtông trên móng = γtb.hm.F

















+ +

+

+

G N

R B e B

R

G N

4 , 2 trong đó : o tc tc tc

G N

M e

+

=

0,00 Ñaât TN

0,00

h

Phần trọng lượng này + Ntc→ gây áp lực lên đất bên dưới móng

(Nếu a < b thì chọn a = b).

Thực hiện như trên phải dùng tính lặp như sau :

Giả thiết a, b → tính F, Rtc→ Gtc→ b, a → kiểm tra với b, a đã giả thiết

1.4 Kiểm tra kích thước đế móng theo TTGH 2 của nền (TTGH về biến

dạng) :

Các phương pháp tính lún hiện nay đều dựa vào nguyên lý biến dạng tuyến tính, để có thể coi nèn là biến dạng tuyến tính thì áp lực do các tải trọng tiêu chuẩn gây ra phải thoả mãn điều kiện : Ptc≤ Rtc

Cường độ Rtc là áp lực ứng với khi vùng biến dạng dẻo trong nèn ở vùng dưới mép móng phát triển đến độ sâu = b/4 Lúc đó biến dạng dẻo trong nền coi là nhỏ so với toàn bộ thể tích của nền và nền có thể coi là biến dạng tuyến tính Nếu tải trọng ngoài gây áp lực > Rtc thì vùng biến dạng dẻo trong nền sẽ phát triển quá rộng cho nên đất nền không còn làm việc trong giai đoạn biến dạng tuyến tính nữa ⇒ độ lún tính toán sẽ không phù hợp (độ lún thực tế tăng lên nhiều so với độ lún tính toán)

Đối với móng chữ nhật thì kiểm tra các điều kiện :

F

N tc tc

tb =

σ + γtb.hm ≤ Rtc

F

N tc

tc =

max

σ + γtb.hm +

b a

M tc

6

2 ≤ 1,2.Rtc

F

N tc

tc =

min

σ + γtb.hm -

b a

M tc

6

2 ≥ 0 (Để tránh hiện tượng móng bị kéo lên khỏi mặt đất) Các σ này có xét đến γtb.hm vì trọng lượng phần đất & bêtông bên trên có tham gia truyền lực xuống đất dưới đáy móng

Kiểm tra độ lún :

Tính lún bằng phương pháp cộng lún từng lớp

i

gl zi n

i i

E

1

σ β

∑

=

=

Với βi = 0,8

Ei : Mođun biến dạng của lớp phân tố thứ i

hi : chiều dày lớp phân tố thứ i

gl z o

gl

zi =k σ =0

σ : áp lực gây lún tại độ sâu trung bình của lớp thứ i

cm

tc tb

gl

z 0 σ γ.h

σ = = −Σ : ư/s gây lún tại độ sâu z = 0

ko : tra bảng, phụ thuộc độ sâu trung bình của lớp phân tố thứ i

Tính lún đến lớp phân tố có σgl≤ 0,2σbt (σbt : ư/s bản thân)

Lập bảng tính độ lún S So sánh với giá trị độ lún cho phép (bảng 16-TCXD 45-78)

Đối với một sô công trình, người ta thấy rằng nếu









≤

≤

tc tc

tc tc tb

R

R

2 , 1 max

σ

σ

thì thường đảm bảo độ lún S≤ Sgh Các loại công trình đó được liệt kê trong bảng 17-TCXD 45-78

1.5 Kiểm tra kích thước móng theo TTGH 1của móng :

Dùng tổ hợp nội lực tính toán Vì trọng lượng đất & bêtông không gây ra hiện tượng chọc thủng, cắt, uốn trong móng nên khi xác định ứng suất trong đất nền ta không xét đến trọng lượng của đất & bêtông trên móng (có nghĩa là không có γtb.hm) Suy ra công thức tính áp lực truyền vào móng để tính chọc thủng, cắt, uốn là :

F

N tc tc

tb =

F

N tc

tc =

max

b a

M tc

6 2

F

N tc

tc =

min

σ

b a

M tc

6 2

−

Ngay từ bước 1 (bước xác định tải trọng) ta đã giả thiết chiều cao móng h ⇒ cần kiểm tra chiều cao h của móng theo các điều kiện :

1.5.1 Điều kiện chọc thủng :

Người ta quan niệm nếu móng bị chọc thủng

thì sự chọc thủng xảy ra theo bề mặt của hình chóp

cụt có các mặt bên xuất phát từ chân cột (cổ cột) và

nghiêng 1 góc 45o so với phương thẳng đứng

Điều kiện để móng không bị chọc thủng :

Nct≤ 0,75Rk.ho.btb

Với : Nct = Fct.σcttb

Fct : diện tích đa giác ABCDEF

2

maxtt o tt tb

ct

σ σ

σ = + : ư/s trung bình của

đa giác ABCDEF

Rk : cường độ chịu kéo của bêtông

ho : chiều cao làm việc của móng (ho

= chiều cao móng h – lớp bảo vệ a)

2

d c tb

b b

: bề rộng trung bình của tháp chọc thủng

1.5.2 Điều kiện theo cấu kiện BTCT chịu uốn (theo mp nghiêng khi không có cốt ngang) :

Chiều cao h của móng phải đảm bảo điều kiện :

G

N M

Phần trọng lượng này bị triệt tiêu bởi áp lực đáy móng

Aïp lực đất dưới đáy móng

a

b b

a a

tt max

45°

min tt

A

F

B C

D E

c

d

ac

n c

tt o

R a

a L

h

4 , 0

σ

≥

Với : a 2a c

L= −

,

2

1 maxtt tt

1.6 Tính toán độ bền, cấu tạo móng :

Momen tại mặt ngàm 1 - 1 :

2 1 max 1

6

2

L b M

tt

tt σ

=

−

a o a

R h

M F

9 , 0

1

1 −

=

các thanh

Momen tại mặt ngàm 2 - 2 :

2 2

2

2









 −

=

tt

a

a o a

R h

M F

9 , 0

2

2 −

=

⇒ ⇒ số lượng và đường kính

các thanh

Nếu kích thước móng lớn (> 2,5m) để tiết kiệm thép ta đặt so le :

Thép chịu lực trong móng dùng loại có φ≥ 10 Khoảng cách a = 100 ÷ 200 lớp bêtông bảo vệ abv = 3,5cm nếu có lớp bêtông lót móng

2 TÍNH MÓNG ĐÔI :

2.1 Xác định tải trọng :

Tại 2 trục cột : xác định tải trọng tính toán, tải trọng tiêu

chuẩn (đưa về vị trí đáy móng như móng đơn)

2.2.Chọn độ sâu chôn móng : tương tự phần móng

đơn

2.3 Xác định kích thước sơ bộ đế móng :

Giả thiết bề rộng đế móng b ⇒ tính được Rtc (như ở phần móng đơn)

⇒

m tb tc

tc h R

N F

γ

−

≥ ∑ ⇒ chọn a×b (kích thước đế móng) Kiểm tra b so với giả thiết, nếu lệch

thì giả thiết lại b và tính lại

2.4 Kiểm tra nền theo TTGH 2 :

a L

2

max

tt σ

1

2

1

1 tt

1

2

tt σ

bc

c a

a 0,9a ( > 2,5m)

N

M2

N2

l

Kiểm tra điều kiện ư/s :

F

N tc tc

tb = ∑

σ + γtb.hm ≤ Rtc

F

N tc

tc = ∑

max

b a

M tc

6 2

∑ ≤ 1,2.Rtc

F

N tc

tc = ∑

min

b a

M tc

6 2

∑ ≥ 0

(Cần chú ý dấu M1tc & M2tc khi tính ∑ Mtc vì có thể M1tc & M2tc ngược dấu ⇒ phải trừ nhau) Kiểm tra độ lún : như móng đơn

Cần lưu ý :

Các ư/s trên được xác định trong trường hợp trọng tâm móng trùng với trọng tâm của lực dọc

N1 & N2 có nghĩa là :

N1.x = N2.y (O : tâm móng cũng là trọng tâm của

lực N1 & N2)

Nếu vì lý do nào đó mà điều kiện trên không thoả

mãn thì thay ∑ Mtc trong công thức tính σ ở trên bằng

∑ Motc (= momen của các lực + momen đối với điểm

không)

VD :

Lấy momen đối với điểm O :

y N x N M M

o = 1 + 2 + 1 − 2

∑

Thường người ta chọn tâm móng ≡ tâm lực dọc : tức là cần xác định a, b từ 2 phương trình :







=

+

=

l y

x

y N x

N1 2

2.5 Tính toán móng theo TTGH 1 :

Xác định ư/s tính toán gây uốn, cắt, chọc thủng trong móng

F

N tt tt

tb = ∑

σ

b a

M F

tt

6 2 min

σ

(nếu trọng tâm móng không trùng trọng tâm lực ⇒ lấy ∑ Motc)

∗ Nếu cấu tạo dầm móng vươn console ra 2 đầu và dầm móng đủ chịu Q thì không cần tính điều kiện chọc thủng

(khoảng cách 2 trục cột)

N

1

O

(tâm móng)

x

a/2

N

a/2 O

1 y N 2 1

∗ Nếu cấu tạo dầm móng không vươn console thì tính chọc thủng như móng đơn.

Kiểm tra chiều cao móng theo điều kiện BTCT chịu uốn :

+ Không cần kiểm tra chiều cao toàn móng nếu dầm móng có vươn console

+ Đối với dầm móng không vươn console :

n tr

tt o

R l

a L

h

4 , 0

σ

≥

2

1 maxtt tt

+ Kiểm tra chiều cao cánh móng nếu dầm móng vươn console :

n dm

tt tb o

R b

b L

h

4 , 0

σ

≥

Dầm móng

Console cốt đai đủ chịu lực cắt Q

nên không cần kiểm tra chọc thủng.

45°

σtto

max

45°

Dầm móng

ho

Fct

tt

σmin max

tt σ

tt

1

σ

ho

L

a

ltr

b L

bdm

2.6 Tính toán nội lực & bố trí cốt thép :

2.6.1.Nội lực theo phương cạnh dài :

Đã xác định x, y, tt

max

min

tb

σ ở cuối mục 2.4

Ta có được hệ lực tác dụng vào móng theo phương cạnh dài như sau :

+ Xác định M1 :

2 1 1 max 1

6

2

l q q

⇒ M2 = M1 – M1tt (M1tt : momen của cột truyền vào : nếu ngược dấu với h.vẽ thì “ + “ ) (theo qui tắc bút chì trong cơ học kết cấu)

+ Xác định M4 :

2 2 2 min 4

6

2

l q q

⇒ M3 = M4 + M2tt (M2tt : momen của cột truyền vào : nếu ngược dấu với h.vẽ thì “ – “ ) (theo qui tắc bút chì trong cơ học kết cấu)

8 2

) (

2

2 2 1 3 2 5

l q q M M

⇒

Lấy giá trị lớn nhất của M1 & M2 tính cốt thép dưới của tiết diện dưới gối  Lấy giá trị lớn nhất của M3 & M4 tính cốt thép dưới của tiết diện dưới gối  Nếu M5 < 0 ⇒ tính thép trên của dầm móng

+ M dương : tính như tiết diện bdm×h

⇒ Fa dưới :







a

a F

F

% 30

% 70 + M âm : tính như tiết diện B×h ⇒ Fatrên

bố trí trong sườn bố trí trong cánh

M

a/2

tt 2

y

a/2

O

x

tt tt

1

1

N

M

tt

N2

maxtt σ max

q =

q =min σmintt

.b

.b

q 1 q 2

M1

2

M

M3M4

5

M

M

b

bdm

h

30%Fa 70%Fa

Fatrên

Biểu đồ Q :

1 1 max

2

1

l q q

Q = + ⇒ Q2 = Q1- N1tt

2 2 min

2

1

l q q

Q =− + ⇒ Q3 = Q4 + N2tt

Lấy giá trị lớn nhất để xác định cốt đai Tính cốt đai theo tiết diện bdm×h (đoạn giữa nhịp dầm móng có thể bố trí đai thưa hơn) ⇒ umax , utt , uct ⇒ chọn utkế

2.6.2.Nội lực theo phương cạnh ngắn : (cho 1 dải móng dài 1m)

Mngắn =

2 1

2

L m

tt tb

σ ⇒ hệ số A ⇒ Fa của 1m

⇒ đường kính & khoảng cách thanh số  (xác định cốt thép như khi tính sàn)

(nếu qmax ở bên phải, qmin ở bên trái thì Q cong xuống)

l 1

q

q max

tt

1

M1 N

q

M2tt

N2

min

q

Q Q

Q1

4

Q3

3