đồ án nền móngmóng băng

Với số liệu kích thước móng như sau: 2005 Vế phải không lấy lớn hơn và không nhỏ hơn  Để an toàn đối với bê tông nặng – xét đến ảnh hưởng của lực dọc kéo, nén, trong bản móng không

Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây

Dựng

5

PHẦN I : THIẾT KẾ MÓNG BĂNG

Khối lượng đã khảo sát gồm 3 hố khoan, mỗi hố sâu 15m : HK1, HK2, HK3 Nền đất được cấu tạo bởi 5 lớp đất có các trạng thái như sau

 Mực nước ngầm ở độ sâu HK2 = -4.0 m so với mặt đất hiện hữu.

 Lớp đất số 1

Tại HK1 là nền bê tông, đá 4x6 và đất cát có bề dày 0.5m Tại HK2, HK3 là lớp cát mịn lẫn đất bột, màu xám – trạng thái bời rời, có bề dày 0.6m

 Lớp đất số 2

Sét pha nhiều cát, màu xám/ xám nhạt đến nâu vàng nhạt, độ dẻo trung bình, trạng thái từ mềm đến dẻo mềm, được chia thành 2 lớp

- Lớp 2a : trạng thái mềm

- Lớp 2b : trạng thái dẻo mềm

 Lớp đất số 3

Sét pha cát lẫn sỏi sạn laterite, màu nâu đỏ/ xám trắng, độ dẻo trung bình, trạng thái dẻo mềm đến cứng, gồm 2 lớp 3a và 3b:

- Lớp 3a : trạng thái dẻo mềm

 Lớp đất số 4

Cát vừa lẫn bột và ít sỏi sạn, màu xám trắng vân nâu vàng nhạt, trạng thái bời rời đến chặt vừa:

Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây

Dựng

5

 Lớp đất số 5

Sét lẫn bột và ít cát, màu nâu đỏ nhạt vân xám trắng, độ dẻo cao, trạng thái cứng

Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây

Dựng

5

- Giá trị tính toán

- Giá trị tiêu chuẩn (A tc = A tt / n ; n = 1.15)

+ Moment cùng chiều kim đồng hồ là dương (+)

 Trọng lượng riêng nước : γn = 10 kN/m3



Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây

Dựng

5

Rb = 11.5 MPa

Rbt = 0.9 MPa

Eb = 27103 MPa

- Thép CI ( ϕ 10 ) và CII ( ϕ > 10 )

RsI = 225 MPa ; RsII = 280 MPa

RswI = 175 MPa ; RswII = 225 MPa

Es = 21104 MPa

- Trọng lượng trung bình giữa bê tông và đất

γtb = 22 kN/m3

- Hệ số vượt tải

n = 1.15

Đáy móng nên đặt trên nền đất tốt, tránh đặt lên rễ cây, lớp đất mới đắp hoặc đất quá yếu

Df = 2.5 m

- Chiều dài đầu thừa: La=Lb= (lấy bằng 1.5 m)

L = 1.5×2 + 4×2 + 6×2 = 23 m

+ Chiều cao dầm móng:

Chọn hs = 0.8 m

+ F Ntt

max/ Rb = 807×103/11.5 = 70173 mm2  bc = 360 mm

bs = bc+0.1m = 460

hb = hc + = 300 + = 390 mm

Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây

Dựng

5

3.1 Điều kiện ổn định của nền đất

, , : áp lực tiêu chuẩn trung bình, cực đại và cực tiểu

- Tổng tải trọng :

- Sức chịu tải tiêu chuẩn của đất dưới đáy móng

: hệ số điều kiện làm việc của nền đất và công trình : hệ số độ tin cậy

kN/m2

γ = γ2a = 18.85 kN/m3

c = c2a = 15.1 kN/m2

- Xác định sơ bộ diện tích đáy móng Chọn b = 4 m

- Kiểm tra điều kiện ổn định

3.2 Điều kiện cường độ

Áp lực dưới đáy móng

Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây

Dựng

5

- Áp lực tính toán cực đại :

- Sức chịu tải cực hạn và cho phép của đất nền dưới đáy móng:

c = c2a = 11 kN/m2

γ = γ2a = 17.97 kN/m3

q = γ*Df = 46.143 kN/m2

(Thỏa)

s ≤ [s]

- Độ lún cho phép [s] : phụ thuộc vào mức độ siêu tĩnh của công trình, đối với nhà bê tông cốt thép đổ toàn khối [s] = 8 cm

 Chia lớp đất dưới đáy móng thành từng lớp nhỏ hi = 0.5 m

 Áp lực ban đầu (do trọng lượng bản thân lớp đất) tại giữa lớp đất i

 Áp lực tại giữa lớp đất i sau khi xây móng

phụ thuộc vào tỉ số và

- Lớp 2b chọn mẫu 2-3 (độ sâu 3.0-3.5 m) để tính lún từ 2.5 – 4.5m

P (kN/m2) 0 25 50 100 200 400 800 Hệ số rỗng e 0.846 0.82 0.795 0.764 0.729 0.686 0.631

Biểu đồ quan hệ e – p

- Lớp 3b chọn mẫu 3-5 (độ sâu 5.0 – 5.5 m) để tính lún từ 4.5 – 5.5 m

Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây

Dựng

5

P (kN/m2) 0 25 50 100 200 400 800 Hệ số rỗng e 0.756 0.738 0.72 0.694 0.66 0.623 0.577

Biểu đồ quan hệ e – p

- Lớp 4a chọn mẫu 1-5 (độ sâu 1.5 – 2.0 m) để tính lún từ 5.5 – 6.5 m

P (kN/m2) 0 25 50 100 200 400 800 Hệ số rỗng e 0.804 0.788 0.77 0.747 0.722 0.689 0.651

Biểu đồ quan hệ e – p

- Lớp 4b chọn mẫu 2-7 (độ sâu 7.0 – 7.5 m) để tính lún từ 6.5 – 9.5 m

P (kN/m2) 0 25 50 100 200 400 800 Hệ số rỗng e 0.691 0.671 0.659 0.641 0.619 0.593 0.563

Biểu đồ quan hệ e – p

- Lớp 5 chọn mẫu 1-11 (độ sâu 11.0 – 11.5 m) để tính lún từ 9.0-10 m

P (kN/m2) 0 25 50 100 200 400 800 Hệ số rỗng e 0.612 0.596 0.58 0.563 0.541 0.517 0.488

Biểu đồ quan hệ e – p

 Bảng tính lún móng băng

Lớ

p

đất

Lớp

pt

Bề dày (m)

γ (kN/m 3 )

Độ sâu (m)

Z (m)

Z thực (m)

l/b z/b K 0i σ gl i

(kN/m 2 )

5×σgli

>p1i

p 1i

(kN/m 2 )

p 2i

(kN/m 2 ) e 1i e 2 S i (cm)

2b 1 0.5 18.18 2.5 – 3.0 0.25 2.75 7.02

5 0.0625

0.99

9 65.596 True 50.688 116.284

0.800

8 0.7622 1.0710 2b 2 0.5 18.18 3.0 – 3.5 0.75 3.25 7.02

5 0.1875

0.98

1 64.395 True 59.778 124.173

0.794

5 0.7586 1.0021 2b 3 0.5 18.18 3.5 – 4.0 1.25 3.75 7.025 0.3125 0.930 61.084 True 68.868 129.952 0.7886 0.7560 0.9101

2b 4 0.5 9.10 4.0 – 4.5 1.75 4.25 7.025 0.4375 0.858 56.311 True 77.958 134.269 0.7829 0.7542 0.8056 3b 5 0.5 10.81 4.5 – 5.0 2.25 4.75 7.02

5 0.5625

0.77

8 51.105 True 85.206 136.310

0.701

6 0.6754 0.7692 3b 6 0.5 10.81 5.0 – 5.5 2.75 5.25 7.02

5 0.6875

0.70

3 46.129 True 90.611 136.739

0.698

6 0.6752 0.6898

4 7 0.5 9.28 5.5 – 6.0 3.25 5.75 7.025 0.8125 0.635 41.660 True 95.633 137.293 0.7620 0.7551 0.1975

4 8 0.5 9.28 6.0 – 6.5 3.75 6.25 7.02

5 0.9375

0.57

5 37.756 True 100.273 138.029

0.760

9 0.7550 0.1691

4 9 0.5 9.87 6.5 – 7.0 4.25 6.75 7.02

5 1.0625

0.52

4 34.379 True 105.061 139.439

0.644

2 0.6343 0.3001

5 10 0.5 9.87 7.0 – 7.5 4.75 7.25 7.025 1.1875 0.479 31.461 True 109.996 141.456 0.6427 0.6338 0.2700

5 11 0.5 9.87 7.5 – 8.0 5.25 7.75 7.02

5 1.3125

0.44

1 28.930 True 114.931 143.861

0.641

2 0.6332 0.2437

5 12 0.5 9.87 8.0 – 8.5 5.75 8.25 7.02

5 1.4375

0.40

7 26.724 True 119.866 146.590

0.639

7 0.6325 0.2208

5 13 0.5 9.87 8.5 – 9.0 6.25 8.75 7.025 1.5625 0.378 24.788 False 124.801 149.588 0.6383 0.6317 0.2007

b s

1 m Q

- Sau khi phân chia đến lớp đất thứ 13, ta có

Ta tính thêm vài lớp phân tố để số liệu thêm chắc chắn

Bài toán thỏa mãn điều kiện về độ lún cho phép

Với số liệu kích thước móng như sau:

2005)

Vế phải không lấy lớn hơn và không nhỏ hơn

 Để an toàn

đối với bê tông nặng – xét đến ảnh hưởng của lực dọc kéo, nén, trong bản móng không có lực dọc nên lấy

Chọn Và chọn chiều dày lớp bê tơng bảo vệ đáy mĩng

a = 0.05 m

* Kiểm tra xuyên thủng trên dầm mĩng:

Xét mặt cắt ngang dài 1m cĩ lực phản lực nền lớn nhất

Pxt =ptt

max.sxt = ptt

max× [B-(h0×2+bs)]× = 65.4×[4-(0.35×2+0.46)]× = 92.87 KN

Pcx = ¾[Rk.Smặt tháp xuyên] = ¾[0.9×103×0.35] = 202.5 KN

Pcx > Pxt  Thỏa điều kiện xuyên thủng

* Kiểm tra xuyên thủng cột đầu dầm mĩng:

p tt

B m

L 0

L 1

Cột biên Phạm vị tính toán xuyên thủng

(Xác định theo diện truyền tải)

Phần diện tích áp lực đất nền tác dụng lên đáy móng gây xuyên thủng

- Để đảm bảo an toàn, xét phản lực nền lớn nhất

- Xem như xét xuyên thủng trên đoạn móng (1.5+ ) x 4 m

ptt =

Pxt = ptt

.sxt =77.7×[]= 220.67 KN

Pcx = ¾[Rk.Smặt tháp xuyên] = ¾[0.9×103×0.35×3.7] = 874.13 KN

Pcx > Pxt  Thỏa điều kiện xuyên thủng

FS trượt = [FS]max (hệ số tin cậy [FS]max = (1,2-1,5))

- ∑ Fgây trượt = Hx + Ea × B

= 159.3 KN

- ∑ Fchống trượt = ( + ca) × B × L

= [( tan12˚ + 11)] × 4 × 28.1

= 2796.78 KN

Kết luận: Móng thỏa tất cả các điều kiện được xét đến.

- Xét độ mảnh = = 8.84 < 10

Xét mẫu 2 – 3:

P1 = 100 KN/m3  e1 = 0.764

P2 = 200 KN/m3  e2 = 0.729

E0 = mk= = 12097 KPa

- E : Modul đàn hồi của vật liệu làm móng

- l1: ½ chiều dài làm móng

- mk: hệ số điều chỉnh (lấy trong bảng 2.10, sách hướng dẫn Đồ án)

- Để chính xác ta tính dầm móng với hệ số nền của đất

- Xác định hệ số nền K1, K2, K3, …, Kn

– độ lún đàn hồi lấy bằng 0.3 lần độ lún tổng

 Hệ số nền

a – khoảng chia đều giữa các nút dầm trong khi tính toán bằng SAP

Chọn a = 0.1 m

Qui đổi về tiết diện chữ nhật:

A =

1

2 3

Chiều cao trọng tâm Y:

S = S1×y1 + 2×S2×y2 + 2×S3×y3 = 0.3655 m3

J = J1 + 2×J2 + 2×J3 = 0.0489

J1=

J2=

J3=

Vậy tính toán Móng băng với tiết diên chữ nhật qui đổi là

B × H = 4 × 0.5274 m

Kết quả sau khi chạy SAP:

Q

(KN) -448.101

632.65

639.81

625.37

563.23

Vị

M 435.727 -276.116 468.034 -360.795 565.470 -428.907 495.200 -392.902 333.428 -306.235 382.036

Xác định vị trí trục trung hòa

Ta có (ở cả gối và nhịp), vậy trục trung hòa qua cánh cho tất cả các trường hợp

11 10

9 8

7 6

5 4

3 2 1

2 4

5

6 3

- Dùng mômen tại các mặt cắt 2-2, 4-4, 6-6,8-8, 10-10 để tính toán thép

- Tiết diện là hình chữ T ngược, trục trung hòa qua cánh nên tiết diện tính toán là tiết diện hình chữ nhật lớn b × h = 4 × 0.8 m

- Tính toán thép cho mặt cắt 2-2

 Tính và ξ

 Tính diện tích cốt thép

 Chọn thép 3ϕ28 có As chọn = 1847 mm2 ,

(thỏa)

 Tính khả năng chịu lực

- Bảng tính toán thanh thép số 1

Mặt

cắt

Mômen

(kNm) α m ξ A s

(mm 2 ) Chọn thép

A s chọn

(mm 2 )

μ (%) [M]

2-2 276.116 0.0119 0.0119 1323 3ϕ28 1847 0.062 377 4-4 360.795 0.0155 0.0156 1732 3ϕ28 1847 0.062 377 6-6 428.907 0.0184 0.0186 2062 3ϕ28 & 1ϕ20 2161 0.072 443 8-8 392.902 0.0169 0.0170 1887 3ϕ28 & 1ϕ20 2161 0.072 443 10-10 306.235 0.0132 0.0132 1468 3ϕ28 1847 0.062 377

5.2 Thanh thép số 2

- Dùng mômen tại các mặt cắt 1-1, 3-3, 5-5, 7-7, 9-9, 11-11 để tính toán thép

- Tiết diện b × h = 0.46 × 0.8 m

- Bảng tính toán thanh thép số 1

Mặt

cắt

Mômen

A s

(mm 2

)

Chọn thép A s chọn

(mm 2 ) (%) μ [M]

1-1 435.73 0.1627 0.1787 2278 3ϕ28 & 1ϕ25 2338 0.678 438 3-3 468.03 0.1748 0.1935 2467 3ϕ28 & 2ϕ20 2476 0.718 462 5-5 565.47 0.2111 0.2399 3060 5ϕ28 3079 0.892 556 7-7 495.20 0.1849 0.2062 2629 3ϕ28 & 2ϕ25 2829 0.820 518 9-9 333.428 0.1245 0.1334 1701 3ϕ28 1847 0.535 353 11-11 382.036 0.1427 0.1546 1972 3ϕ28 & 1ϕ20 2161 0.626 409

= 668.823 kN

 Kiểm tra điều kiện tính toán

Bê tông không đủ chịu lực cắt, cần bố trí thêm cốt đai

 Chọn cốt đai ϕ10 : số nhánh cốt đai n = 2, Rsw = 175 MPa, Asw = 78.5 mm2

Chọn s1 = 100 mm bố trí trong đoạn đầu dầm

Dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính ( dầm đủ khả năng chịu cắt )

- Giữa nhịp ta chọn

Chọn s2 = 200 bố trí trong đoạn giữa dầm

đoạn cốt đai chịu lực ở đầu dầm lớn hơn h0 = 750 mm

45 °

h0

pmax (net)tt

- Phản lực ( tính trên bề rộng 1m )

- Diện tích cốt thép

- Chọn ϕ20 , As = 314.16 mm2

Chọn a = 140 mm

 Vậy chọn thép ϕ20a140