Thiết kế móng cho một tường nhà công nghiệp kích thước 1x30m trọng lượng tường là PITC = 28 (tm) trọng lượng cầu chạy và vật treo P2TC = 7(t m)

Đối với công trình xây dựng,việc tính toán thiết kế nền móng bên dưới cũng không kém phần quan trọng so với tính toán và thiết kế cấu trúc bên trên công trình.Bởi lẽ nền và móng có ổn đị

Trang 1

MỞ ĐẦU

Kinh tế xã hội ngày càng phát triển, kéo theo sự phát triển đó là hàng loạt các công trình xây dựng mọc lên để làm cơ sở hạ tầng phục vụ cho quá trình sản xuất Đối với công trình xây dựng,việc tính toán thiết kế nền móng bên dưới cũng không kém phần quan trọng so với tính toán và thiết kế cấu trúc bên trên công trình.Bởi lẽ nền và móng có ổn định thì công trình bên trên mới tồn tại và hoạt động an toàn được

Sau khi học môn “ nền và móng”, nhà trường giao cho em thiết kế đồ án môn học này nhằm giúp chúng em hiểu rõ hơn về việc thiết kế móng công trình, cũng như điều kiện làm việc của đất nền, đề ra phương án tính toán, thiết kế và xử lý Nền-Móng đảm bảo yêu cầu về mặt kỹ thuật cũng như đảm bảo về tính kinh tế Đây là tác phẩm đầu tay nên không tránh khỏi những thiếu xót, em rất mong các thầy cô, bạn đọc đóng góp ý kiến để đồ án của em được oàn thiện hơn

Trong quá trình làm đồ án em đã được sự hướng dẫn rất tận tình của thầy Nguyễn Hồng, những ý kiến của thầy đã giúp em rất nhiều trông quá trình làm đồ

án môn học này Em xin chân thành cảm ơn thầy

Hà Nội tháng 11-2008 Sinh viên thực hiện

PHẠM ĐỨC THÀNH

Phạm Đức Thành - Xây Dựng Công Trình Ngầm & Mỏ K51 - 1 -

Trang 2

Nội dung và nhiệm vụ :

Cho một tờng nhà công nghiệp kích thớc 1x30m (Hình II.1)

Trọng lợng tờng là PITC = 28 (T/m)

Trọng lợng cầu chạy và vật treo P2TC = 7(T/ m)

Tờng đặt trên nền đất gồm 3 lớp:

 Lớp 1: Cát pha, dày 3m;

 Lớp 2: Sét pha, dày 3m;

 Lớp 3: Sột dày vụ tận;

Nhiệm vụ thiết kế :

1 Thiết kế móng dới tờng nhà công nghiệp

2 Xây dựng các đờng cùng ứng suất nén ép thẳng đứng dới đáy móng : бz = 0,5 kG/cm2 ; бz = 0,2 kG/cm2

3 Xác định tải trọng giới hạn của nền đất dới đáy móng theo giả thiết nền đất là bán không gian biến dạng tuyến tính

4 Tính toán và vẽ biểu bồ độ lún của nền đất dới móng theo thời gian

Lớp K

lg

thể

tích

tn

K

lg

riêng

Độ ẩm

Hệ số rỗng ứng với các cấp áp lực P = 1;2;3;4 kG/

cm 2

Góc

ma sát trong

Lực dính kết

Hệ

số rỗng

Hệ số nén lún

Hệ số thấm

γw

(T/

m³)

γ s

(T/

m³)

W (%) ε1 ε2 ε3 ε4 φ(độ) C(kG/

cm²)

ε 0 a 1-2

(cm²/

kG)

K (cm/s)

Cát

pha 1,86 2,70 25 0,74 O,71 0,69 0,68 20 0,16 8,0.10 Sét

6



Phạm Đức Thành - Xõy Dựng Cụng Trỡnh Ngầm & Mỏ K51 - 2 -

Trang 3

c¸t pha

sÐt pha

sÐt

NỘI DUNG CHÍNH

Trang 4

I, Thiết kế móng:

1,Chọn chiều sâu đặt móng:

Theo yêu cầu của đồ án, ta cần thiết kế móng của một tường nhà công nghiệp

có kích thước 1x30 m, có tải trọng vừa, nền đất có 3 lớp, các lớp đều có khả năng chịu tải tốt, nên ta chọn móng băng, móng cứng hữu hạn, độ sâu đặt móng là 1,5 m

2, Xác định chiều rộng của móng:

Chiều rộng móng b được xác định theo công thức:

0

2 1 2





k b k

Với :

w

m

h M

c M h M k





2 1

w

H m

P M k



3

2 25

0

cot





g M

M2 = 4 cotgφ

M3 = M1- 4

Trong đó:

φ= 20 (độ) => tra bảng ta tìm được:

M1=5,94

M2=10,99

M3= 1,94;

c = 0,16(kG/cm²)

γw = 1,86 T/m³ ) h=1,5 m

Lấy βγm = 2,1 (T / m3)

m = m1.m2/ktc (với m=1)

PH = P1tc + Ptc

2=35(T/m) Thay số vào (1) và (2) ta được: K1=15; K2 =36,5 thay vào pt (II.1) ta được chiều rộng của móng là: b=2,13 m Do chị tải trọng lệch tâm nên ta chọn b=4m

+, Kiểm tra: Do móng có độ cứng hữu hạn nên chiều rộng của móng phải

thỏa mãn điều kiện sau:

b  bgh = bt + 2.hm.tggh

Trong đó:

Trang 5

bt=1: là chiều rộng của tường hm: là chiều dày của múng

Theo lý thuyết ta cú đối với bờ tụng hay bờ tụng cốt thộp thỡ tggh=1;

Do múng là múng cứng hữu hạn nờn ta cú:

1 tgtk 2  1 2



hm

bt b

 0,6hm1,3(m) Chọn hm=0,75m suy ra bgh=2,5m

Như vậy b=4m là phự hợp

+, Xác định sức chịu tải của nền đất:

Trong tính toán thiết kế nền công trình , chỉ tính theo 2 trạng thái giới hạn

đó là trạng thái giới hạn thứ nhất (theo sức chịu tải ,cờng độ ổn định) và trạng thái giới hạn thứ 2 (theo biến dạng lún)

- Sức chịu tải của nền đợc tính theo công thức

Rtc= m.(A.b+B.h)w + C.D

Tra bảng ta có : A=0,51; B=3,06; D=5,66 cú C=0,16;

Thay số vào ta cú:

Rtc= 13,24 (T/m2)

+, Tính toán và kiểm tra kích thớc móng:

Diện tớch đỏy múng phải thỏa món:

h R

P

tb tc

tc

.





Trong đó :

F - Diện tích đáy móng

Ptc - Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên đáy móng

Rtc - áp lực tiêu chuẩn

tb = 2.1 (T/m3)

F= 35

13, 24 2,1.1,5 = 3,46 (m

2 ) Theo tính toán F= a.b = 1.4 = 4>3,46 (m2) Vậy F thoả mãn điều kiện

Trang 6

F>

h R

P

tb tc

tc

.





3, Tớnh toỏn và cấu tạo múng:

Xột cho 1m chiều dài múng

Lực tỏc dụng lờn tường là lệch tõm nờn ta cần xỏc định ứng suất lớn nhất và

bộ nhất tại mộp múng:

σ tc

tc

R W

M F

G P

2 , 1







σ tc

W

M F

G

P tc tc

σ tc

tc

R F

G P





 Với:

Σ Ptc = Ptc

1 + P2tc = 35 (T/m)

G = b.h γtb = 12,6 (T/m)

F = b.a = 4 (m2 )

Mtc = P2tc 0,4 = 2,8 (T.m)

W =

2

6

a b = 2,67 ( m3)

Thay số vào ta được:

σ tc

max = 12,9 < 1,2Rtc= 15,88 ( T/m2 )

σ tc

min =10,8 > 0 ( T/m2 )

σ tc

tb = 11,9 <Rtc= 13,24 ( T/m2 ) Như vậy nền đất hoàn toàn đảm bảo Khả năng chịu lực

Tính toán và bố trí cốt thép vào móng :

Do có phản lực nền khi làm việc móng uốn quanh mép tờng Do đó ta phải tính toán chiều dày bê tông và lợng bê tông để chống lại lực cắt Q và mômen uốn M đối với móng

Tớnh toỏn chiều dày bờ tụng:

Trang 7

ho ≥ a c b cm R cp

P

.



Trong đú:

m-là hệ số làm việc của bê tông m=0,9;

Rcp : Cường độ khỏng cắt của bờ tụng Ta chọn mỏc bờ tụng =200 thỡ:

Rn = 900 (T/m2) suy ra Rcp =0,18.900=162;

P P tc.n

n- hệ số vợt tải , n = (1,1 1,2) chọn n=1,2

P= 35.1,2 = 42 (T/m)

ac – chiều rộng của tờng = 1 m

bc – chiều dài của móng (lấy 1m đơn vị chiều dài )

Vậy h0≥

a c b cm R cp

P

.

 = 0,072(m)= 7,2(cm)

Chọn chiều dày lớp bờ tụng bảo vệ là 4cm=> chiều dày của lớp bờ tụng theo tớnh toỏn là: h0 = hm-0,04= 0,75-0,04=0,71(m) => thỏa món

+,Tính toán số lợng cốt thép :

Số lợng cốt thép bố trí vào móng sao cho móng đủ sức chống lại mômen uốn của phản lực nền gây ra tại mép móng :

Fa=

0

.m R h m

M

a a a

Fb=

0

.m R h m

M

a a

b

Trong đó :

ma – hệ số liên quan đến sự đồng nhất của đất đá ma=(0,9 1,0) chọn

ma=0.9

Ra: cờng độ chịu kéo của cốt thép; nó phụ thuộc vào chất lợng thép trong công trình.(theo trạng thái giới hạn)

Chọn loại thép CT0

Trang 8

 Ra=1800(kg/cm2) = 18000(T/m2)

Do móng chỉ chịu tải trọng lệch tâm theo phơng a do đó chỉ tính mômen uốn

Ma Còn mômen uốn theo phơng b coi nh bằng không

Ta cú:

m

a a b b   (1)

i

 : ứng súât tiêu chuẩn tại mép tờng có phía max

i min ax min

( ).(1 m tk)

m

h tg a



2

2 2.0, 75

t tk

m

b b tg

h

Với : b- chiều rộng móng

bt- chiều rộng tờng

hm- chiều dày móng

Mặt khác

σ max =

W

n M F

G n

P tc. tc.



σ min =

W

n M F

G n

P tc. tc.





 = 10,8 (T/m2) Thay a =4 m và tgtk = 2 , σ max , σ min vào biểu thức (2) ta đợc

i= 12,1 (T/m2)

Thay i, b và bc ,a và ac vào biểu thức (1)

Ma = 14 (T.m)

Vậy tổng diện tích tiết diện ngang của thép đợc bố trí vào công trình là:

Fa= 13,5.10-4 (m2) = 13,5 (cm2)

Trang 9

Chọn thép có đờng kính là 15(mm)

Số thanh thép cho một đơn vị chiều dài là : n =

a

f

F

= 7 (thanh)

Cú chiều rộng của tường là 30m Theo thiết kế thỡ chiều dài của múng bao giờ cũng phải lớn hơn chiều dài của tường tối thiểu là 2m Suy ra ta cú chiều dài của múng là:

L=30+2=32 (m)

Tổng số cốt thép trong cả móng là :

N= na.L=8.32=256 ( thanh) Khoảng cỏch giữa cỏc thanh cốt thộp là:

2 1

C N







Ở đõy: N=L.n

L- chiều dài múng;

e-bề dày lớp bờ tụng bảo vệ cốt thộp, e =2->4 cm

Suy ra: 2

1

C N





 =0,16(m) = 16(cm) Để bê tông và cốt thép làm việc đồng thời thì cốt thép chịu lực phải có khoảng cách 15(cm)Ca 20 (cm) => khoảng cỏch giữa cỏc cốt thộp thỏa món điều kiện Cấu tạo của múng:

Trang 10

II.Xây dựng các đờng cùng ứng suất nén ép thẳng đứng dới đáy móng:

Cho: z = 0.5 (kg/cm 2 ) và 0.2 (kg/cm 2 )

Để xây dựng các đờng cùng ứng suất ta sẽ chia nền đất dới đáy móng thành các ô vuông, kích thớc tùy ý, tính ztại cac điểm mắt lới và ghi giá trị đó vào các mắt lới Để đơn giản ta có thể coi tải trọng là phân bố đều với:

P

H n m

z     



2) [với σ max =12,9 ; σ min =10,8 (T/m2) ]

Sau cùng là nối các điểm có cùng ứng suất lại thành 1 đờng cong

Ta cú thể xõy dựng cỏc đường ứng suất bằng cỏch sau:

Với z k P gl thì ta có nhận xét sau :

+ theo giả thuyết có z  0 5kg/cm2 hoặc là 0.2(kg/cm2)

Phạm Đức Thành Xõy Dựng Cụng Trỡnh Ngầm & Mỏ K51 10

Trang 11

+ theo tính toán có H =11,85(T/m2)=1,185(kg/cm2)

Nh vậy với z và H P đều là 2 hằng số nên ta sẽ tìm dợc cụ thể k Từ đó ta có thể tìm đợc chính xác độ sâu chính xác của các vùng có cùng ứng suất Sau đó ta nối các điểm có cùng ứng suất ở những độ sâu tơng ứng

Pgl = P -  h= 11,85 - 1,86.1,5 = 9,06 (T/m2)=0,906(Kg/cm2)

+) Với z  0 5 (KG/cm2)

0,5

0,55 0,906

z gl

K P



  

ứng với k = 0,55 ta sẽ có các cặp nghiệm tơng ứng sau :

1)  0

b

y

 y = 0 , z 1 z 4( )m

b   

2)  0 25

b

y

 y = 1(m) , z 0,3 z 1, 2( )m

b   

3)  0 5

b

y

 y = 2.0 (m) , z 0,125 z 0,5( )m

b   

/ ( 2

0 KG cm

z 

0, 2

0, 22 0,906

z gl

K 



Ứng với k = 0.22 ta sẽ có cặp nghiệm tơng ứng sau :

1)  0

b

y

 y = 0 , z 2,5 z 10( )m

b   

2)  0 25

b

y

 y = 1.0(m) , z 2,5 z 10( )m

b   

3)  0 5

b

y

 y = 2.0 (m) , z 2,875 z 11,5( )m

Phạm Đức Thành Xõy Dựng Cụng Trỡnh Ngầm & Mỏ K51 11

Trang 12

III, Xác định tải trọng giới hạn của nền đất dưới đáy móng theo giả thiết nền đất là 1 bán không gian biến dạng tuyến tính:

 m3 h (m) rad) tg cotg c(T/m2)

Phạm Đức Thành Xây Dựng Công Trình Ngầm & Mỏ K51 12

Trang 13

1,86 1,5 0,34 0,35 2,82 1,6 Theo công thức Maxlop ta có:

gh

P  =21,47 (T/m2) Theo công thức Purunovski:

0

P  = 19,96(T/m2) Theo Iaropolxki:

P gh = 27,6(T/m2)

Theo công thức:

Rtc = m(A b+ B htb ) + c.D =13,24(T/m2)

19,96(T/m2) 13,24(T/m2) 21,47 (T/m2) 27,6(T/m2)

Kết Luận:

+, So sánh các công thức ta thấy Rtc nhỏ hơn so với Maxlop và Iaropolxki và Purunovski

IV, Tính toán và vẽ biểu đồ độ nún của nền đất dưới móng theo thời gian:

a)Tính độ lún cuối cùng ở tâm móng:

Độ lỗ rỗng ban đầu:

57 , 1 cot

14 3



























g

tg

c h btg

h

57 , 1 cot

cot 14 , 3 57 , 1 cot

14 , 3 cot

.













g

g c g

g h

57 1 cot

cot 2

4

14 , 3 cot 2 14 , 3











































g

c h g

b h

w

W



01 0

1 



Trang 14

e 0= - 1

Trong đó:

(T/m2)

w T/m2) W=25(độ)

Thay số vào ta có:

e 0=0,88

+)Xác định hệ số nén lún a của lớp cát pha:

Trang 15

2 2

P2 = H + zbt =1

2 ( σ max + σ min) + zbt=

1

2 (12,9+10,8)+2,79

=14,64 (T/m2) =1,464(KG/ cm2)

Từ đó ta có:

0, 74 0, 71

0, 025( / )

1, 464 0, 279

e e

+)Độ lún cuối cùng được xác định bằng công thức:

S=ao m.hs.Pgl 

-Xác định chiều dày”lớp tương đương” và chiều dày chịu nén:

hs = A.ωo.b Với : 32

8 4

l

b   ;  = 0.3

Tra bảng ta tìm được A.ωo =2,94

Do đó:

hs = 2,94.4=11,76 (m) H=2 hs =2.11,76=23,52(m) Có: Pgl = P - h =35 - 2,1.1,5=31,85(T/m2)=3,185(KG/cm2)

-Xác định hệ số nén nún rút đổi trung bình:

ao m =

0.0246 0,172

Với:

aoi= ; ao m =

2

2 s

i i oi

h

z h a



i

e

a



i i oi

h

z h a



Trang 16

b)Tính lún theo thời gian:

Có: Km = ; Cvm =

Với:

m

K : Hệ số thấm của đất

n

 =1g/ 3

cm =0,001(kg/ 3

Cvm: Hệ số cố kết

Thay số vào ta có bảng số liệu sau:

hi (m) ki (cm/s) H (m)=2hs Km(cm/s)

Cvm (cm2/năm)

c¸t pha 3 8,0.10-5

23.52 1,34.10-7 51524,24 sÐt pha 3 1,8.10-6

sÐt 17,52 0,8 10-7

Vì hệ số giảm dần theo chiều sâu nên ta chọn sơ đồ 2: với h=H=23,52(m)

Ta có:

N2 =

Trong đó:

t- Thời gian

N2 – Nhân cố kết Thay số liệu vào biểu thức ta có:

N2 =0,22.t => t= 4,54 N2

Ta có bảng giá trị:

i

k h

H

m

a

k



t C

4

14 3

2 2

Trang 17

Biểu đồ lún theo thời gian:

Trang 18

KẾT LUẬN

Đồ án đã trình bày cách thức thiết kế móng dưới tường nhà công nghiệp, xây dựng các đường cùng ứng suất nén ép thẳng đứng dưới đáy móng, xác định tải trọng giới hạn của nền đất dưới đáy móng theo giả thiết nền đất là một bán không gian biến dạnh tuyến tính, tính toán và vẽ biểu đồ độ lún của nền đất dưới móng theo thời gian

Qua quá trình làm đồ án môn học Nền và Móng, em đã học những điều rất

bổ ích cho công việc sau này như cách thiết kế móng, tính toán cốt thép,…Vì trình

độ còn hạn chế nên đồ án của em còn nhiều thiếu sót! Em rất mong được sự góp ý của thầy giáo và các bạn để đồ án của em được hoàn thiện hơn

HÀ NỘI THÁNG 11 NĂM 2008

Sinh Viên Thực Hiện

PHẠM ĐỨC THÀNH

Định dạng
Số trang	18
Dung lượng	439,5 KB