Đây là tài liệu của các bạn sinh viện hiện tại đang học tại Đại học Bách Khoa TP HCM. Đồng thời cũng là giáo án của giảng viên tại Đại học Bách Khoa. Nó sẽ rất hữu ích cho công việc học tập của các Bạn. Chúc Bạn thành công.
Trang 1Bài 1 : Một móng đơn có kích thước 4mx2,5m chịu tác dụng của ngoại
lực Ntt =1000kN, Mtt= 60kNm , Htt = 30kN đặt trên nền đất có : c= 3T/m2 ,
= 160 ( A= 0,36 ;B= 2,43; D= 5,00) , dung trọng 19 kN/m3, móng đặt ở độ sâu 2m, chiều cao móng hm=0,8m
1/ Kiểm tra điều kiện ổn định của nền (nền còn làm việc trong giai đoạn đàn hồi ) MNN theo hinh ve
2/ Nếu gỉa thiết nền biến dạng trong phạm vi cho phép Hãy tính diện tích cốt thép theo 2 phương của móng.Cho biết cường độ chịu kéo của cốt thép là 2800MPa, kích thước cột 0,30m x 0.50m, hệä số vượt tải 1,15 và hệ số = 0,9
Bài giải
Diện tích mĩng = 4x2,5 =10m2
Tính
)
tc
Dc BD
b A m
Từ gĩc =160 (A=0,36; B= 2,43; D= 5,00) ; c =3T/m2 =30 kN/m2
Bề rộng mĩng b=2,5m
Chiều sâu đặt mĩng Df=2m
γ : dung trọng đất dưới đáy mĩng
γ* : dung trọng đất trên đáy mĩng Dfγ* : phụ tải trên đáy mĩng
74 , 256 ) 30 5 ) 19 2 ( 43 , 2 ) 10 20 ( 5 , 2 36 , 0 [ )
Nền cĩ γ=19kN/m3
γ sat =20kN/m3 c=30kN/m2 φ=16 o
D f =2,0m H
tt
tt
=60kNm
Ntt=1000 kN
Trang 2Kiểm tra điều kiện ổn định của nền:
ptbtc < Rtc
pmaxtc < 1,2 Rtc
pmintc >0
Tính áp lực trung bình tiêu chuẩn, từ các lực tiêu chuẩn
Ntc = Ntt/1,15 = 869,57 kN
Mtc = Mtt/1,15 = 52,17 kN
Htc = Htt/1,15 = 26,09 kN
96 , 130 2
22 10
57 ,
F
N
tc tb
Tổng moment tiêu chuẩn
kNm x
xh H M
M tc tc tc m 52,1726,09 0,873,04
91 , 141 6
4 5 , 2
04 , 73 96
, 130 6
04 , 73 96 ,
x bl
W
M p
p
tc tb
tc
01 , 120 6
4 5 , 2
04 , 73 96
, 130 6
04 , 73 96 ,
x bl
W
M p
p
tc tb
tc
Theo điều kiện trên ta có:
ptbtc = 130,96 kN/m2 < Rtc= 256,74 kN/m2
pmaxtc = 141,91 kN/m2 < 1,2 Rtc = 308,08 kN/m2
pmintc = 120,01 kN/m2 >0
Vậy nền còn làm việc trong giai đoạn đàn hồi
2) Tính diện tích cốt thép theo 2 phương của móng
Tính cốt thép trong móng đơn theo TCXDVN 356-2005
- Sơ đồ tính cốt thép là sơ đồ console, mặt ngàm tại vị trí I-I
- Chiều cao móng h = 0.4m
Trang 3- Cho các thông số chọn trước
+ Chọn lớp bê tông bảo vệ a=35mm
Tính ra h0 = h –a = 80cm – 3.5cm = 76.5cm
Áp lực tính toán ở đáy móng
144 2
22 10
F
N
tt tb
Tổng moment tiêu chuẩn M tc M tc H tc xh m 6030x0,884kNm
59 , 156 6
4 5 , 2
84 144
6
84
x bl
W
M p
p
tc tb
tc
41 , 131 6
4 5 , 2
84 144
6
84
x bl
W
M p
p
tc tb
tc
D f =2,0m H
tt
tt
=60kNm
N =1000 kN
pttmax
pttmin
Trang 4Nội suy tính áp lực PA= pttmin + y = 131,41 + 14,16 =145,57 kN/m2
Với y tính từ tam giác đồng dạng MNO
4
) 75 , 1 4 ( )
tt tt
p p
y
y =14,16
Xem mặt I-I như là mặt ngàm, moment tác động lên mặt này là :
MI-I = ptt.0,5(b-bc)b(b-bc)/4=0,125pttb (b-bc)2
Diện tích cốt thép cần thiết theo cách tính gần đúng
2 4
10 365 , 0 210
9 , 0
1517 , 0 9
,
m MN h
R
M h
R
M
2
Chọn 11 16
D f =2,0m H
tt
tt
=60kNm
N =1000 kN
pttmax
pttmin
A
P A
pttmax
I
I
M I-I
x=(l-a c )/2= 1,75m
a c
b c
Dài: l
b
N
Trang 5Kiểm tra điều kiện xuyên thủng là để tính chiều cao móng hợp lý
Cho các thông số chọn trước
+ Chọn lớp bê tông bảo vệ a=35mm
Tính ra h0 = h –a = 80cm – 3.5cm = 76.5cm
Diện tích chống xuyên là hình thang Scx= [(ac+ac+2ho)*ho]/2=
[(0,5+0,5+2*0,765)*0,765]/2= 0,97m2
giảm chiều cao móng xuống làm lại với chiều cao móng khác…
D f =2,0m H
tt
tt
=60kNm
Ntt=1000 kN
0,3m 0,5m 4m
2,5m
156,59kPa 131,41kPa
B
X=?
Trang 6 Cho một móng băng dạng bản có bề rộng 2m chịu tải trọng tính toán như hình vẽ:
Câu 2) Giả sử đất nền dưới đáy móng còn làm việc trong giai đoạn đàn hồi, xác định áp
Câu 3) Kiểm tra điều kiện xuyên thủng cho cột biên và cột giữa?
Câu 4) Giả thiết phản lực nền phân bố tuyến tính và bỏ qua trọng lượng của móng và đất
trên móng, xác định giá trị lực cắt (kN) tại chân cột biên (mặt cắt I-I) cho toàn bộ bề rộng
Ntt1 =345kN
Ntt1 =345kN
Ntt2 =460kN
2m MNN
2m
A
A
0,5m
I
II
Trang 7 Cho 1 cọc BTCT có kích thước 25cm x 25cm, dài 20m (gồm 2 đoạn cọc 10m nối lại), được đóng vào nền đất có 2 lớp:
-Lớp 1: Lớp cát pha sét dày 12m có các chỉ tiêu:
c =15 kN/m2; = 160 , trọng lượng riêng trên mực nước ngầm (MNN) =18 kN/m3, trọng lượng riêng dưới MNN sat =19 kN/m3
-Lớp 2: Lớp đất sét pha cát (có chiều dày lớn) có
các chỉ tiêu:
c = 30kN/m2; = 200 (N c = 17,69; N q = 7,439; N
=5), sat =20 kN/m3
Mực nước ngầm cách mặt đất 2m Lấy w =10
kN/m3 và bêtông = 25 kN/m3 Cường độ cốt thép
trong cọc R a = 280 MPa
Cho hệ số áp lực ngang
K s = 1,4K 0 = 1,4(1-sin )
q p = 1,3c.N c + ’ vp N q + 0,4 ’.d p N
Câu 1) Tính lực ma sát đơn vị fs1 tác dụng vào
giữa đoạn cọc thứ 1 (kN/m2)38,55
Câu 2) Tính lực ma sát đơn vị fs2 tác dụng vào
giữa đoạn cọc thứ 2 (kN/m2) 89
Câu 3) Tính cường độ của đất dưới mũi cọc qp (kN/m2)2376
Câu 4) Tính sức chịu tải cực hạn của cọc (kN), bỏ qua trọng lượng của cọc1424
Lớp 2
Lớp 1
10m
MNN
dp=25cm
25cm 10m
2m
Trang 8 BÀI 1: Cho một móng cọc BTCT gồm 12 cọc được bố trí như hình vẽ Móng cọc chịu tác dụng
của tải trọng Ntt = 4800 kN, M y
tt
= 80 kNm, H x
tt
= 40 kN Đài dày 1 m, độ sâu chôn đài 2 m Bỏ qua phần
áp lực đất bị động E p
Bê tông đài cọc dùng mác 300 (B25) có R b = 14,5 MPa, R bt = 1,05 MPa Thép trong đài cọc dùng
R s =280MPa, cọc ngàm vào đài là 10cm Trọng lượng riêng trung bình của đất trên đài và đài cọc lấy 22kN/m3 Kích thước cột b c x h c = 60cm x 80cm
- Cọc có kích thước 30cm x 30cm, khoảng cách giữa các cọc là 3d, khoảng cách từ mép cọc biên đến mép đài là d/2 cho cả 2 phương (d: cạnh cọc) Hệ số vượt tải n = 1,15
- Đất nền là đất sét pha cát có góc ma sát trong = 120
H x tt
=40kN
2m
1m
Ntt=4800kN
M y =80kNm
y
x
1
h c
b c
19,4m
2
3
4
8
9
10
11
12
Trang 9Câu 1) Xác định tải trọng tác dụng lên cọc số 1 (kN)
Xác định tải trọng tính toán tác dụng lên cọc gồm:
Ntt= 4800kN
Mtt= M y
tt
+ H x
tt
.(1m) =80 +40 =120 kNm
Lực tác dụng lên cọc tính theo công thức: i
i
tt tt
x x
M n
N P
Diện tích của đài: L = 11d=3,3m ; B= 8d=2,4m
Bảng tính lực tác dụng lên cọc
STT cọc Ntt Mtt xi xi2 S xi2 Lực P (KN)
12,15
Câu 2) Xác định tải trọng tác dụng lên cọc số 2 (kN)433,5
Câu 3) Xác định tải trọng tác dụng lên cọc số 3 (kN)424,6
Câu 4) Xác định tải trọng tác dụng lên cọc số 4 (kN)415,7
Câu 5) Tính diện tích cốt thép theo phương cạnh dài của đài (cm2
), lấy = 0,958,5
Trang 10Câu 6) Tính diện tích cốt thép theo phương cạnh ngắn của đài (cm2
), lấy = 0,945,4
Câu 7) Xác định diện tích đáy khối móng qui ước Lqu x B qu (m x m)5,033x 4,133
Câu 8) Tính hệ số nhóm cọc 0,71
y
x
1
h c
b c
2
3
4
8
9
10
11
12
P 1 +P 8 +P 9
P 2 +P 7 +P 10
Trang 12Ta cũng biết rằng mọi vật đặt trong nước đều chịu lực đẩy nổi Archimede bằng với thể tích mà vật đó chiếm chổ, do vậy khi tính các thành phần sức chịu tải liên quan đến trọng lượng của đất và các lực ma sát Trọng lượng bản thân của mọi loại đất, ngay cả trọng lượng của các khối bê tông, nằm dưới mực nước ngầm đều được tính với trọng lượng thể tích đơn vị đẩy nổi
’ = sat - w hoặc
n
w s
1
Trên mực nước ngầm, không có lực đẩy Archimède, nên ứng suất do trọng lượng bản thân của các lớp đất và các khối bê tông nằm trên mực nước ngầm, được tính với trọng lượng thể tích đơn vị không xét đẩy nổi
Hiểu cách khác, theo lý thuyết chịu tải của Terzaghi, lực ma sát bên trong khối đất gây ra bởi ứng suất hữu hiệu, có thể viết dưới dạng :
utg c c
tg
s'
Do vậy, khi tính sức chịu tải của đất nền phải hết sức chú ý đến vị trí mực nước ngầm Đặc biệt là sự dao động của mực nước ngầm theo mùa hoặc thủy triều kéo theo sự thay đổi sức chịu tải của đất nền
Hình I-4 Aûnh hưởng mực nước ngầm
Trường hợp I : Mực nước ngầm (MNN) nằm cao hơn mặt đáy móng, sức chịu tải của
đất nền dưới đáy móng sẽ được tính như sau:
D 1
MNN (Trường hợp I)
D 2
D f
MNN (Trường hợp II)
d B
Trang 13Rtc=m[(AN)B2 + (BNq) Df1 +(DNc) c]
Thí dụ I-5 Có một móng nông dạng vuông cạnh B=1,1m, chiều sâu chôn móng là
D f = 1m Tính sức chịu tải tiêu chuẩn R tc theo QPXD 45-70, khi nền được cấu tạo như hình bên
Mực nước ngầm trong khu vực xây dựng nằm sâu hơn mặt đất 0,4m
2 0.0290 1.1159 3.3196
4 0.0614 1.2454 3.5100
6 0.0976 1.3903 3.7139
8 0.1382 1.5527 3.9326
10 0.1837 1.7349 4.1677
12 0.2349 1.9397 4.4208
14 0.2926 2.1703 4.6940
16 0.3577 2.4307 4.9894
18 0.4313 2.7252 5.3095
D 1=0,4m = 18kN/m 3
D 2 =0,6m
D f =1m
Cát sat = 21kN/m 3
B=1,1m
sat = 20kN/m 3
Trang 1420 0.5148 3.0591 5.6572
22 0.6097 3.4386 6.0358
24 0.7178 3.8713 6.4491
26 0.8415 4.3661 6.9016
28 0.9834 4.9338 7.3983
30 1.1468 5.5872 7.9453
32 1.3356 6.3424 8.5497
34 1.5547 7.2188 9.2198
36 1.8101 8.2403 9.9654
38 2.1092 9.4367 10.7985
40 2.4614 10.8455 11.7334
42 2.8785 12.5138 12.7874
Lời giải
Sức chịu tải tiêu chuẩn
Với
D 1=0,4m = 18kN/m 3
D 2 =0,6m
D f =1m
Cát sat = 21kN/m 3
B=1,1m
sat = 20kN/m 3
Trang 15=86,4kN/m2
Trường hợp II : Mực nước ngầm (MNN) nằm trong khoảng từ mặt đáy móng
xuống bên dưới đáy móng một độ sâu Btg(450+ /2)=kB, sức chịu tải của đất nền dưới đáy móng sẽ được tính như sau :
Giải
m=1 vì nền không phải là cát bụi hoặc cát mịn
2
D f =1m
d=0,5m B=1,1m
1 = 18kN/m 3
2 = 19kN/m 3
2 = 30 0
sat2 = 21kN/m 3
Trang 16Khi mực nước ngầm nằm sâu hơn mặt đáy móng kB, thì không tính ảnh hưởng đẩy nổi lên các giá trị trọng lượng riêng của đất nền trong sức chịu tải
Rõ ràng là Mực nước ngầm dâng lên phạm vi nền đất, sức chịu tải của nền giảm đáng
Trang 17Cho một mĩng cọc BTCT gồm 6 cọc được bố trí
như hình vẽ Mĩng cọc chịu tác dụng của tải
trọng Ntt = 3500 kN, Mytt = 180 kNm, Hxtt = 170
kN Đài dày 0,5 m, độ sâu chơn đài 1,5 m Bỏ
qua phần áp lực đất bị động Ep
- Bê tơng đài cọc dùng mác 300 cĩ Rn = 13 MPa,
Rk = 1 MPa Thép trong đài cọc dùng Ra =
280MPa, cọc ngàm vào đài là 10cm Trọng
lượng riêng trung bình của đất trên đài và đài cọc
lấy 22kN/m3 Kích thước cột bc x hc = 40cm x
60cm
Cọc cĩ kích thước 25cm x 25cm, khoảng cách
giữa các cọc là 3d, khoảng cách giữa hai hàng là
4d, khoảng cách từ mép cọc biên đến mép đài là
d/2 cho cả 2 phương (d: cạnh cọc) Hệ số vượt
tải n = 1,15
- Đất nền gồm hai lớp như hình vẽ Lớp 1 cĩ gĩc
ma sát trong 1 = 160 và lớp 2 cĩ 2 = 200
Câu 1) Xác định tải trọng tác dụng lên cọc số 1
(kN) (688,17)
Câu 2) Xác định diện tích đáy khối mĩng qui ước
L qu x B qu (m x m) 4,27 x 3,77
Câu 3) Tính hệ số nhĩm cọc theo Converse-Labarre
(0,76)
Câu 4) Xác định lực chống xuyên (kN) ? (1962)
Câu 5) Tính diện tích cốt thép theo phương cạnh dài
của đài (cm2), lấy = 0,9 (61,44)
Lớp 2 Lớp 1 8m
+
+ y
x
tt
M
tt
N
h c
3d 3d