kiểm tra các mặt cắt

d : Khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo... Z : Thụng số chiều rộng vết nứt, lấy bằng 23000N/mm cho điều kiện mụi trường khắc nghiệt.. dc : Chiều cao tớnh t

V.4 KiÓm tra c¸c mÆt c¾t :

V.4.1 MÆt c¾t xµ mò :

G

1

1

Bảng tổ hợp tải trọng tới mặt cắt 1 – 1

- B r ng m t c t b, bề ộ ặ ắ w = 2m

- Chi u cao m t c t h = 1mề ặ ắ

- Chi u d y l p ph b¶o vÖ dề à ớ ủ C = 0.05m

- Chi u cao cã hi u c a m t c t dề ệ ủ ặ ắ e= h – dC= 0.95 m

V.4.1.1 Kiểm tra cấu kiện chịu uốn

Tổ hợp dùng để kiểm tra là trạng thái giới hạn cường độ I :

Mx = 19648.135 kNm

Trong đó :

Mr : Sức kháng tính toán

Φ : Hệ số sức kháng, Φ=0.9

Mn : Sức kháng danh định











 −

=

2

a d f A

fy : Giới hạn chảy quy định của cốt thép, fy = 420MPa

kéo , ds = 0.95m

a : Chiều dày của khối ứng suất tương đương, a =β1c

β1: Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất, β1 = 0.85

c : Khoảng cách từ trục trung hòa đến mặt chịu nén

w 1

' c

y s

b β 0.85f

f A

bw : Bề rộng của mặt chịu nén của cấu kiện, bw = 2 m

85x2000 0.85x40x0.

31768x420

a = 0.85 x 307.79 = 261.62 mm

2

261.62 950

x 420

x 1768 3









Mr = 0.95 x 22514.44 = 20262.96kNm

ĐẠT

420

40 0.03x f

f 0.03 ρ

y

' c min > = =

ρmin : Tỷ lệ giữa thép chịu kéo và diện tích nguyên.

2000x1000

37168

dc 0.42

e

<

trọng tâm lực kéo của cốt thép chịu kéo, de = ds = 900 mm

0.34 0.42

950

79 307 d

c

e

<

=

IV.1.1.2 Kiểm tra cấu kiện chịu cắt

Tổ hợp dùng để kiểm tra là trạng thái giới hạn cường độ I :

Sức kháng cắt của cấu kiện : Vr = ΦVn

Trong đó :

Φ : Hệ số sức kháng, Φ = 0.9

Vn : Sức kháng cắt danh định

Vn = min(Vc , Vn2) + VS

Vn2 =0.25fc'bvdv

Vc : Sức kháng cắt danh định do ứng suất kéo trong bêtông,

Vc =0.083β fc'bvdv

Vs : Sức kháng cắt của cốt thép chịu cắt

s

)sinα cotgα (cotgθ

d f A

=

α : Góc nghiêng của cốt thép ngang đối với phương trục dọc,

α = 900

β : Hệ số chỉ khả năng của bêtông bị nứt chéo truyền lực kéo,

lấy β=2

θ : Góc nghiêng của ứng suất nén chéo, lấy θ = 450

bv : Bề rộng bụng có hiệu, bv = 2000mm

với trục trung hòa giữa hợp lực kéo và nén do uốn, nhưng không lấy ít

hơn trị số lớn hơn của 0.9de và 0.72h

de – a/2 = 950 – 261.62/2 = 769.2mm

0.9de = 0.9 x 950 =810 mm

0.72h = 0.72 x 1000 = 720 mm

Vậy dv = 769.2mm

s : Cự ly cốt thép ngang

Ta có : 0.1fc'bvdv = 0.1x40x2000x769.2x10-3 = 6153.6 kN < Vu

=> s≤0.4dv =0.4x769.2=307.68>300

Ta chọn s=300mm

Av : Diện tích cốt đai chịu cắt trong cự ly s : 12 D 14, Av =

300x1000

0)x1 x769.2(1

1520.4x420

0.25fc'bvdv= 0.25 x 40 x 2000 x 769.2/1000=15384kN

IV.1.1.3 Kiểm tra nứt

Tổ hợp dùng để kiểm tra là trạng thái giới hạn CDI :

Mx = 19648.315kNm

suất kéo cho phép fsa :

jd A

M f

s

s

s = ≤ fsa = 1/3

c A) (d Z

và fs ≤ 0.6fy

Trong đó :

Ms : Giá trị mômen lớn nhất của tổ hợp tải trọng sử dụng,

Ms = 19648.315KNm

As : Tổng diện tích cốt thép chịu kéo, As = 31768mm2

d : Khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo, d = 0.9m

j = 1-k/3 với k = -ρn + ((ρn)2 + 2ρn)0.5

ρ : Hàm lượng cốt thép,

% 5 1 x100 2000x1000

31768 bd

A

n : Tỉ số môđun đàn hồi, n = 5.9

E

E

C

S =

k = 0.862 => j = 1 - 0.862/3 = 0.712

Z : Thụng số chiều rộng vết nứt, lấy bằng 30000N/mm

nhất,

dc ≤ 50mm Lấy dc = 50mm

A : Diện tớch cú hiệu của bờtụng chịu kộo trờn thanh cú cựng trọng tõm với cốt thộp, A = 15000mm2

950 31768x1.5x

10 19648.315x f

6

(50x15000)

30000

1/3 = 0.6fy = 0.6 x 420 =252 MPa

Kiểm tra :

fs < fsa

fs < 0.6fy ĐẠT

IV.2 Mặt cắt đỉnh bệ móng :

Số liệu ban đầu :

- Chiều cao mặt cắt nguyên : h = 1.5m

Quy đôi mặt cắt ngang về mặt cắt hình chữ nhật có có các kích thớc nh sau

- Chiều cao mặt cắt quy đổi : h = 1.5m

Bảng tổ họp tải trọng tác dụng lên đỉnh trụ :

T i tr ngả ọ

th ngẳ

D cọ

c uầ

Ngang

c uầ

h

b

h

b

Mặt cắt nguyên

Y

X O

đ ngứ

IV.2.1.Tính toán khả năng chịu lực của cấu kiên chịu nén uốn :

Tổ hợp dùng kiểm tra là TTGH CĐ I : có N= 13920.56 KN

Kiểm tra điều kiện nén uốn théo 2 chiều :

Nếu Pu > 0.1.Φ.f'c.Ag thỡ kiểm tra theo điều kiện:

1/Prxy = 1/Prx + 1/Pry - 1/φ•Po

Nếu Pu < 0.1.Φ.f'c.Ag thỡ kiểm tra theo điều kiện:

Mux/Mrx + Muy/Mry < 1.0 Trong đó :

- Φ : Hệ số sức khỏng đối với cấu kiện chịu nộn dọc trục, Φ = 0.75

Ag : Diện tớch mặt cắt nguyờn, Ag = 9.68625 m2

0.1Φfc'Ag = 0.1 x 0.75 x 40 x 9.68625 x 1000

Vậy ta tiến hành kiểm toỏn theo cụng thức :

MM MM 1.0

ry

uy rx

ux + <

Trong đú :

Mrx : Sức khỏng uốn tớnh toỏn đơn trục của mặt cắt theo trục X

Mry : Sức khỏng uốn tớnh toỏn đơn trục của mặt cắt theo trục Y

vị

Mômen tính toán M u - 5449.51 kN.m

IV.2.2.Kiểm tra điều kiện độ mảnh :

Mrx,ry = Asfy(ds – a/2)

Trong đú :

a : Chiều dày khối ứng suất tương đương,

a = β1c =

w

' c

y s w

1

' c

y s 1

b 0.85f

f A b

β 0.85f

f A

Lập bảng giỏ trị sau :

As

ds

mm

a mm

Mry

kNm

ry

Mrx

kNm

rx

Ngang

cầu

12844 6357 141.0

3

30523.51 1.86

4

2

3

2

- rx, ry : Bán kính quán tính với 2 trục x-x, y-y

liên kết theo phương ngang => Kx = Ky = 2

- lu : Chiều dài không chống đỡ, lấy bằng chiều cao thân trụ :

lu = 14m Tính giá trị Klu/r:

độ mảnh theo phương ngang Lấy hệ số phóng đại mômen theo phương ngang δ = 1.0

• Phương dọc : Klu/r = 2 x 14/0.433 = 64.66 > 22 => cần xét hiệu ứng

độ mảnh theo phương dọc

Hệ số phóng đại mômen theo phương dọc tính theo công thức sau :

e u m

ΦP

P 1

C δ

−

=

Trong đó :

Cm : Hệ số građien của mômen, Cm = 1.0

Pu : Tải trọng tính toán dọc trục

Φ : Hệ số sức kháng đối với cấu kiện chịu nén dọc trục, Φ = 0.8

Pe : Tải trọng uốn dọc tới hạn Ơle

u

e

) (Kl

πEI

(2x14)

126253333

x π

Lập bảng giá trị sau :

SD 223.35 1.000144

Nhận thấy hệ số phóng đại mômen δ ≈ 1 Vậy ta có thể lấy δ = 1.0

Lập bảng kiểm toán :

(kNm)

Kiểm to¸n

IV.2.3.Kiểm tra khả năng chịu cắt của thân trụ :

Cách tính tương tự như mục KiÓm to¸n tiÕt diÖn mò trô ë trªn Ta xét

theo 2 phương X,Y

a Phương ngang X

Sức kháng cắt của cấu kiện : Vr = ΦVn

Trong đó :

Vn = Min(Vc, Vn2) + Vs

c

Vc =0.083β fc'bvdv

s

)sinα cotgα (cotgθ

d f A

=

α = 900 , β=2, θ = 450, bv = 1500mm

de – a/2 = 6357.5 – 141.03/2 = 6257.5 mm

0.9de = 0.9 x 6357.5 = 5721.75mm

0.72h = 0.72 x 6457.5 = 4649.4mm

Vậy dv = 6257.5mm

Ta chọn s=600mm ; Av : 5 D14 , Av = 633.5mm2

Vc =0.083x2x 40x6257.5x1500= 269873.97kN

2774 89 kN

600x1000

0)x1 6257.5(1

633.5x420x

Vn2 = 0.25 x 40 x 6257.5 x 1500/1000= 7039.688 kN

b Phương dọc Y

Làm tương tự có :

bv = 6457.5mm, dv = 1300mm, s=600mm, Av = 633.5mm2

Vc = 24136.62kN, Vs =576.49 kN,

, Vn2 = 62960.625kN

Vn =24194.269 kN, Vr = 21774,842 kN

Lập bảng kiểm toán :

TTGH

Vux

(kN)

Vrx

(kN)

Kiểm tra

Vrx>Vux

Vuy

(kN)

Vry

(kN)

Kiểm tra

Vry>Vuy

IV.2.4.Kiểm tra nứt :

Tổ hợp dùng để kiểm tra là trạng thái giới hạn sử dụng :

Mx = 3851.74 kNm, My = 7128.56 kNm

Điều kiện kiểm tra :

f AMjd

s

s

s = ≤ fsa = 1/3

cA) (d Z

và fs ≤ 0.6fy

Trong đó :

Ms : Giá trị mômen lớn nhất của tổ hợp tải trọng sử dụng,

As : Tổng diện tích cốt thép chịu kéo

d : Khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép chịu kéo

j = 1-k/3 với k = -ρn + ((ρn)2 + 2ρn)0.5

ρ : Hàm lượng cốt thép

n : Tỉ số mụđun đàn hồi.

Z : Thụng số chiều rộng vết nứt, lấy bằng 23000N/mm cho điều kiện

mụi trường khắc nghiệt

dc : Chiều cao tớnh từ thớ chịu kộo ngoài cựng đến tim thanh gần nhất,

dc ≤ 50mm Lấy dc = 50mm

A : Diện tớch cú hiệu của bờtụng chịu kộo trờn thanh cú cựng trọng tõm với cốt thộp, A mm2

Lập bảng tớnh toỏn :

(mm2)

b (mm)

de (mm)

ρ

(kNm)

As

(mm2)

Mpa

0.6fy

MPa

fsa

(MPa)

Kiểm toỏn

IV.3 Mặt cắt đáy bệ móng :

Số liệu ban đầu :

h

b

II II

- Kích thớc bệ móng theo phơng ngang cầu d = 14m

- Chiều cao bệ móng h = 2.5m

- Chiều dày lớp phủ bê tông mặt dới = 0.16 m

Bảng tổ hợp tải trọng tác dụng lên đáy bệ :

T i tr ngả ọ

th ngẳ

đ ngứ

IV.3.1.Kiểm tra sức kháng của bệ cọc chịu tác động theo 1 hớng

Tæng diÖn tÝch cèt thÐp chÞu nÐn A' s 12387.20 5730.00 mm 2

Kiểm tra cấu kiện chịu uốn

Trong đó :

Mr : Sức kháng tính toán

Φ : Hệ số sức kháng, Φ=0.9

Mn : Sức kháng danh định









 −

=

2

a d f A

As : Diện tích cốt thép thường chịu kéo

fy : Giới hạn chảy quy định của cốt thép, fy = 420MPa

ds : Khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép

chịu

kéo , ds = 2400mm

a : Chiều dày của khối ứng suất tương đương, a =β1c

β1: Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất, β1 = 0.85

c : Khoảng cách từ trục trung hòa đến mặt chịu nén

w 1

' c

y s

b β 0.85f

f A

bw : Bề rộng của mặt chịu nén của cấu kiện, theo ph¬ng däc lµ

9m, theo ph¬ng ngang lµ 14.1 m

420

40 0.03x f

f 0.03 ρ

y

' c

ρmin : Tỷ lệ giữa thép chịu kéo và diện tích nguyên.

- MC I-I

0.027

14100x2400

79420

- MC II-II

0.022 9000x2400

47652

dc 0.42

e

<

trọng tâm lực kéo của cốt thép chịu kéo, de = ds = 2400 mm

- MC I-I

2400

25 107 d

c

e

<

=

- MC I-I

2400

26 90 d

c

e

<

=

Kiểm tra khả năng chịu cắt của bÖ trô :

a MC I- I

Sức kháng cắt của cấu kiện : Vr = ΦVn

Trong đó :

Vn = Min(Vc, Vn2) + Vs

c

c

s

)sinα cotgα (cotgθ

d f A

=

α = 900 , β=2, θ = 450, bv = 12100mm

de – a/2 = 2400 – 91.25/2 = 2354.37 mm

0.9de = 0.9 x 2400 = 2160 mm

0.72h = 0.72 x 2500 = 1800mm

Vậy dv = 2300 mm

Ta chọn s=600mm ; Av : 5 D10 , Av = 356.65mm2

Vc =0.083x2x 40x2300x12100*0.001= 25303.28kN

600x1000

0)x1 x2300(1

356.65x420

Vn2 = 0.25 x 40 x 12100 x 2300/1000= 208725 kN

b MC II -II

Làm tương tự có :

bv = 9000 mm, dv = 2300 mm, s=600mm, Av = 356.65mm2

Vc = 18820.84 kN, Vs =256.05 kN,

, Vn2 = 155250 KN

Vn =19076.89 kN, Vr = 17169.2 kN

Lập bảng kiểm toán :

TTGH

Vux

(kN)

Vrx

(kN)

Kiểm tra

Vrx>Vux

Vuy

(kN)

Vry

(kN)

Kiểm tra

Vry>Vuy

Kiểm tra nứt :

Cách kiểm tra tương tự mục 4.4.1.3

Tổ hợp dùng để kiểm tra là trạng thái giới hạn sử dụng :

Mx = 31878.4kNm, My = 6224.2 kNm

Điều kiện kiểm tra :

f AMjd

s

s

s = ≤ fsa = 1/3

cA) (d Z

và fs ≤ 0.6fy

Trong đú :

Ms : Giỏ trị mụmen lớn nhất của tổ hợp tải trọng sử dụng,

As : Tổng diện tớch cốt thộp chịu kộo

d : Khoảng cỏch từ thớ nộn ngoài cựng đến trọng tõm cốt thộp chịu kộo

j = 1-k/3 với k = -ρn + ((ρn)2 + 2ρn)0.5

ρ : Hàm lượng cốt thộp

n : Tỉ số mụđun đàn hồi

Z : Thụng số chiều rộng vết nứt, lấy bằng 23000N/mm cho điều

kiện mụi trường khắc nghiệt

dc : Chiều cao tớnh từ thớ chịu kộo ngoài cựng đến tim thanh gần

nhất,

A : Diện tớch cú hiệu của bờtụng chịu kộo trờn thanh cú cựng trọng tõm với cốt thộp, A mm2

Lập bảng tớnh toỏn :

(mm2)

b (mm)

de (mm)

ρ

(kNm)

As

(mm2)

(Mpa)

0.6fy

MPa

fsa

(MPa)

Kiểm toỏn

MC

II-II

V.4 Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc :

V.4.1 Xác định sức chịu lực nén của cọc đơn theo cờng độ

đất nền:

Theo 10.7.3.2 : Sức chịu tải trọng nén của cọc treo (cọc ma sát) xác định

theo công thức :

Pđ = ϕ.qn = ϕqp.qp + ϕqs.qs = m.(mp.qp.Ap + p.∑n m s.q s.l i )

Trong đó:

m = hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, m = 0.8

mp,ms = các hệ số điều kiện làm việc của đất: mp = ms = 0.8 (Bảng

10.5.5.3-TCTK)

p = Chu vi tiết diện ngang cọc (mm)

của lớp đất thứ i (MPa) tính toán theo các bảng trên

Thay số liệu vào Pđ =

=0,8x[0.8x3.8x

4

1000 2

hay Pđ = 12895.72 (KN).

V.4.2.Xác định sức chịu tải trọng nén của cọc nhồi theo vật liệu làm cọc:

Cốt thép chịu lực và cốt thép cấu tạo cọc khoan nhồi đợc bố trí nh trong bản

vẽ cốt thép cọc khoan nhồi

Theo 5.7.4.4 - TCTK : Đối với cấu kiện có cốt đai xoắn thì cờng độ chịu lực dọc trục tính toán xác định theo công thức :

PV = φ.Pn

theo công thức :

Pn = ϕ.{m1.m2.fc’.(Ag - Ast) + fy.Ast}= 0,80.{0,85.0,85 fc’.(Ag

-Ast) + fy.Ast}

Trong đó :

m1,m2 : Các hệ số điều kiện làm việc

của thép (MPa)

Ag,Ast : Diện tích tiết diện nguyên của mặt cắt , của cốt thép dọc (mm2) Với vật liệu và kích thớc đã nói ở trên ta có:

4

1000 2

4

28 2

π )=

36227.31x10 3(N)

Hay PV = 36227.31(KN).

Vậy Pcọc = Min{ Pđ, PV} =12895.72 KN

Ta cần xét đến sự làm việc của cọc đơn trong nhóm cọc Với các cọc

đã bố trí ta có hệ số chiết giảm η = 0.69 Từ đó tính được sức kháng của 1 cọc đơn :

V.4.3 Xác định nội lực tác dụng lên mỗi cọc do các tổ hợp

tải trọng

1400

100

Y

X

Nội lực tại mặt cắt đáy bệ móng tác dụng lên các cọc được tính theo công thức sau (bỏ qua các tải trọng ngang):

∑

+

1

2 i

i x n

1

2 i

i y 0

y

.y M x

.x M n

N N

Trong đó :

N : Tổng tải trọng thẳng đứng tại đáy bệ móng

n : Số cọc

Mx, My : Tæng m« men cña t¶i träng ngoµi so víi träng tâm

của tiết diện cọc tại đáy đài theo 2 phương x, y

xi, yi : Khoảng cách từ trọng tâm cọc i đến trục y, x

Các kết quả kiểm toán cọc :

NÕu N0< PCäc Th× ( §¹T )

Bảng kiểm to¸n cọc theo TTGHSD

Bảng kiểm to¸n cọc theo TTGHC§1

Bảng kiểm to¸n cọc theo TTGHC§2

Bảng kiểm to¸n cọc theo TTGHC§3

N = 18936.4 kN Mx=5553.5 kNm My =3631.8kNm