Bài giảng thiết kế móng băng

Bài giảng thiết kế móng băng, môn nền móng của thầy Lê Trọng Nghĩa, ĐHBKTPHCM...............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

PHẦN 2:

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG BĂNG

II MÓNG BĂNG MỘT PHƯƠNG (dưới dãy cột)

Bê tông lót Dầm (sườn) móng

Bản (cánh) móng Cột (cổ cột)

Bước 1 Chọn chiều sâu đặt móng

- Tương tự móng đơn chịu tải lệch tâm

- Giá trị đề xuất D f = [1  2](m)

(dưới dãy cột) Trình tự tính toán và thiết kế

- Tải trọng (N,M,H) tại các chân cột - Chiều sâu đặt móng D f

- Địa chất: đặc trưng, c, , e-p, … - Kích thước đáy móng bL

- Kích thước tiết diện ngang

- Thép trong móng

tính toán

& thiết kế

TCXD (VN) Eurocode 7

BS, ACI, …

Bản vẽ thi công

b d

b

h

h b

h a

- Đặc trưng vật liệu BT (B15, B20,…), cốt thép (AI, AII, CI,…)

Bước 2 Xác định kích thước đáy móng b L sao cho nền đất dưới đáy móng thỏa các điều kiện ổn định, cường độ và biến dạng

• Điều kiện 1: ổn định

tc tc tc

tb p p

p , max, min - áp lực tiêu chuẩn trung bình, cực đại và cực tiểu

f tb

tc tc

F

N

p = + 

f tb

tc tc tc

D L b

M F

N

×

6

±

min max

n

N N

tt tc

=

n

M M

tt tc

- tổng hợp lực và momen tại trọng tâm đáy móng

tt tt M

N ,

tc tc

tc

0

mintc 

p

M1

tt

N1

tt

tt

N2

tt

tt

tt

N3

tt

M4

tt

H4

tt

N4

tt

H5

tt

N5

l a

Df

h

tt

M

tt

H

tt

d 1

d 5

d 3

∑n

i

tt i tt tt

tt tt

N N N

N N

1 5 2

M M

n

i

tt i n

i

i tt i n

i

tt i

1

= 1

∑

∑

2

=

2

=

2

=

2

=

Tổng hợp lực và momen tại trọng tâm đáy móng

Như trên hình minh họa

d i– cánh tay đòn, khoảng cách từ lực đến trọng tâm đáy móngtt i

N

K

m m

• Chọn sơ bộ b = 1m

• Tính R tc

• Xác định sơ bộ diện tích đáy móng

f tb tc

tc tc

tc

N F

R p



-≥

⇔

≤

L

F



• Chọn b (làm tròn tăng)

• Nếu điều kiện ổn định không thỏa  tăng b

• Kiểm tra điều kiện ổn định p tb tc ≤ R tc, pmaxtc ≤ 1 2R tc, pmintc ≥ 0

• Chiều dài móng: L = la+ l1+ l2+ … + lb (có trước)

la,lb= [1/5 1/3] lnhịp biên (giá trị tham khảo)

• Chọn sơ bộ chiều cao dầm móng h h= [ 1 / 12 ÷ 1 / 6 ]limax

• Điều kiện 2: Cường độ đất nền tại đáy móng

FS

q q

a

max

tt

pmax - áp lực tính toán cực đại

a ult q

q , - sức chịu tải cực hạn và cho phép của đất nền dưới

đáy móng băng

Nếu điều kiện pmaxtt  q a không thỏa  tăng bL

f tb

tt tt

L b

M F

N





max

6

─ Áp lực dưới đáy móng

max





p

q

FS tt ult ≥ hoặc



 N b N

q N c

q ult= c+ q+ 0 5

Theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCVN 9362 : 2012 sức chịu tải của móng có đáy phẳng, chịu tải trọng thẳng đứng, trên nền đồng nhất và

áp lực 2 bên hông móng chênh lệch không quá 25% được tính như sau:

l



Trong đó:

l

b , - bề rộng và chiều dài tính đổi của móng

b e b

b   2

l e l

l   2

l

b e

e , - độ lệch tâm của điểm đặt lực theo phương cạnh b và l

• Điều kiện 2: Cường độ đất nền tại đáy móng theo TCVN 9362 : 2012

tt

tt x b

N

M

tt

tt y l

N

M

x

y Phần diện tích bỏ qua

Phần diện tích có hiệu Lực lệch tâm

x b

l

tt đy

M

tt N

tt đx M

đáy móng y

x b

l

tt N

đáy móng

y

e l

e b

O

tt

tt đx b

N

M

Độ lệch tâm của điểm đặt lực theo phương cạnh b

Độ lệch tâm của điểm đặt lực theo phương cạnh l

tt

tt đy l

N M

e l 

A I , B Ivà D Ilà các hệ số không thứ nguyên được xác định theo các công thức







A I 

q q q

B  

c c c

D 

c

q 



 , ,

c

q 



 , ,

trục tung :

I



tan

trục hoành : Lưu ý:

 các hệ số ảnh hưởng góc nghiêng của tải trọng, phụ thuộc vào trị tính toán góc ma sát trong của đất

phương đứng

c

q i i

i, ,

x b

l

tt

N

đáy móng

y

e l

e b O



Biểu đồ tra các hệ số ảnh hưởng góc nghiêng của tải trọng

c

q i i

i, ,

các hệ số ảnh hưởng của tỉ số các cạnh đáy móng hình chữ nhật

c

q n n

n, ,

n

n 0.25

1





n

n q 11.5

n

n c 0.3

1



b

l

n

với

I

I 

đáy móng (lấy giá trị đẩy nổi khi đất nằm dưới MNN)

I

f

mặt đất không giống nhau ở các phía của móng thì lấy giá trị phía nhỏ nhất

 Điều kiện sức chịu tải của nền:

tc

tt

k

tt N

theo tính chất quan trọng của nhà hoặc công trình, ý nghĩa của nhà hoặc công trình khi tận dụng hết sức chịu tải của nền, mức độ nghiên cứu điều kiện đất đai và lấy không nhỏ hơn 1.2

tc

k

• Điều kiện 2: Cường độ đất nền tại đáy móng

p

a E

d

R - Lực ma sát giữa móng và nền đất

b E R

F chong truot = d + p×

∑

─ Hệ số an toàn trượt (tương tự móng đơn lệch tâm)

[ ]truot

truot gây

truot chong

FS F

F

∑

∑

= truot

b E H

x truot

∑

( c ) b L

R d = tana+ a × ×

f tb

tt tt

F

N

ca , alực dính và góc ma sát trong giữa móng và nền đất (ca= c , a= )

M1

tt

N1

tt

tt

N2

tt

tt

H3

tt

N3

tt

M4

tt

H4

tt

N4

tt

tt

N5

l a

Df

Xét cân bằng trượt của móng



b E R

F chong truot = d + p×

x truot

∑

2 2

1

f p

2

1

f a

L b

R d    tana a  

f tb

tt tt

F

N

trong đó

trong đó

(bỏ qua lực dính c)

• Điều kiện 3: Biến dạng (lún)

[ ]s

s ≤

Độ lún cho phép của móng được quy định dựa vào mức độ siêu tĩnh của công trình (tham khảo bảng….), đối với nhà BTCT đổ toàn khối [s] = 8cm.

[s] – độ lún cho phép của móng

Trình tự tính toán độ lún s xem ở chương 3 Cơ học đất

∑

-n

i

i i

i i n

i

e

e e s

s

2 1



Áp lực gây lún trung bình tại tâm đáy móng

tc

F N

p = +  -  *

Bước 3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện móng

- Chiều cao dầm móng h

- Bề rộng dầm móng bb

b

h

h b

h a

b b









6

1 12

1

h Tải trọng (số tầng)

 Hàm lượng cốt thép trong dầm móng hợp lý

=

% 100

×

= 0

h b

A b

s



b bb c + (100mm)

b b= [0.3 0.6] h b c – bề rộng cột

100mm do cấu tạo cốt pha

 

c

h b R

2 0

4 1 

 

≤

- Chiều cao bản móng hb Dựa vào điều kiện bản không đặt cốt đai (mục 6.2.3.4 – TCXDVN

356 : 2005)

Trong đó vế phải lấy không lớn hơn 2.5R b bh 0và không nhỏ hơn

Để an toàn: Q b3 (1+n )R bt bh 0

b3 = 0.6 đối với bê-tông nặng

n - xét ảnh hưởng của lực dọc kéo, nén; trong bản móng không có lực dọc nên lấy  = 0

Chọn theo cấu tạo h a 200mm

- Chiều cao bản móng hb

- Chiều cao bản móng ha

Áp dụng công thức trên vào tính toán chiều cao bản móng:

Q b3 (1+n )R bt bh b0 = 0.6R bt bh b0

Xét 1m bề rộng bản móng (b = 1m):

m h R m

b b

2

) max( - ≤



bt

b tt

net b

R

b b p

h

2 1

× ) max(

0

-≥



2 )

max(

6

L b

M F

N p

tt tt

tt net





 trong đó

b

h b

b b

tt net

pmax( )

Q

1- Khai báo sơ đồ dầm móng băng trong Sap2000, tiết diện ngang của dầm như đã xác định trong Bước 3.

2- Khai báo tải trọng (Nitt , Mitt ) tại các nút là các chân cột (bỏ qua thành phần lực ngang Hitt )

3- Nền đất bên dưới móng được khai báo bằng các lò xo có độ cứng Ki

- Độ cứng lò xo thứ 1 và thứ n: K1= Kn= Cz b  (a/2)

- Độ cứng lò xo thứ 2 đến thứ n-1: K2= Kn-1= Cz b  a

với :

akhoảng cách giữa các lò xo (thường chọn a = 0.1m)

bbề rộng móng

C hệ số nền theo phương đứng

Bước 4 Xác định nội lực (M,Q) trong dầm móng băng

tt

tt

N1

tt

H1

tt

tt

H2

tt

N2

tt

tt

H3

tt

N3

tt

tt

H4

tt

N4

tt

tt

N5

h tt net

pmax( )

tt net

pmin( )

1

tt

tt

N1

tt

tt

N2

tt

tt

N3

tt

tt

N4

tt

tt

N5

M

Q

Cốt thép dọc và cốt đai để chịu momen và lực cắt trong dầm móng được tính toán tương tự như dầm chính dầm phụ trong BTCT

Bước 6 Trình bày bản vẽ móng băng

Xem chi tiết trong bản vẽ