Đồ án thuyết minh móng băng

Thành phần gồm: Cát pha, nâu-nâu vàng-nâu đỏ, đốm trắng.. Do đó không cần kiểm tra... - Momen tạinhịp BC, CF tương đương nhau nên chọn nhịp BC để tính và bố trí cốt thép.. - Momen tạigối

PHẦN 1: MÓNG NÔNG Chương 1: Móng Băng

1.1 Địa chất

Giả thiết lớp 4 của địa chất đã thống kê ở phần 2 chương 1: Thông Kê Địa Chất để tính toán móng băng, xem như lớp 4 nằm trên mặt đất có độ dày là 38m, chiều sâu mực nước ngầm là -1.7m

Thành phần gồm: Cát pha, nâu-nâu vàng-nâu đỏ, đốm trắng Trạng thái dẻo

Phân bố như sau:

Hố khoan Độ sâu mặt lớp

(m)

Độ sâu đáy lớp (m)

Bề dày lớp (m) SPT (búa)

Các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất:

- Độ ẩm tự nhiên: W=18.5%

-Dung trọng tự nhiên: tc 20.2kN/m3

+ TTGH1: 20.138-20.257 (kN/m3)

+ TTGH2: 20.161-20.234 (kN/m3)

-Dung trọng khô: 17.04 (kN/m3)

+ TTGH1: 16.964-17.120 (kN/m3)

+ TTGH2: 16.994-17.090 (kN/m3)

-Dung trọng đẩy nổi: 10.67 (kN/m3)

+TTGH1: 10.622-10.715 (kN/m3)

+TTGH2: 10.640-10.697 (kN/m3)

-Lực dính: ctc=9.3kPa

+ TTGH1: 4.88-13.75 kPa

+ TTGH2: 6.52-12.10 kPa

-Góc ma sát trong: 23o37

tc 

 + TTGH1: 22o58-24o15

+ TTGH2: 22o88-23o86

-Tỷ trọng hạt: Gs=2.68

-Độ bão hòa: Sr=86.3%

-Hệ số rỗng: eo=0.574

-Độ rỗng: n=36.5%

-Giới hạn chảy:

-Giới hạn dẻo: WL= 22.1%

-Chỉ số chảy: WP= 15.6%

-Độ sệt: I=0.4

1.2 Sơ đồ móng và nội lực tính móng

1.2.1 Sơ đồ tính móng

- Chọn chiều dài đoạn móng ngoài cột biên: a=1m

Hình 1.2.1 Sơ đồ móng băng

H

H

H

H

H

1.2.2 Nội lực tính móng

Nội lực tính móng băng được thể hiện như sau:

1.3 Tính toán móng

1.3.1 Vật liệu sử dụng

*Bê tông: Chọn bê tông có cấp độ bền B25 có các thông số sau:

Cường độ chịu nén: Rb= 14500 kN/m2

Cường độ chịu kéo: Rbt= 1050 kN/m2

Môdun đàn hồi ban đầu : Eb= 30000000 kN/m2

*Cốt thép

Chiều dài

nhịp (m)

Đối với loại thép giá, thép đai sử dụng loại AII:

Cường độ chịu kéo: Rs= 280000 kN/m2

Cường độ chịu nén: Rsc= 280000 kN/m2

Cường độ chịu kéo (cốt thép ngang): 225000 kN/m2

Môđun đàn hồi: Es= 210000000 kN/m2

Đối với loại thép dùng làm cốt thé dọc, sử dụng loại AIII:

Cường độ chịu kéo: Rs= 365000 kN/m2

Cường độ chịu nén: Rsc= 365000 kN/m2

Cường độ chịu kéo (cốt thép ngang): 290000 kN/m2

Môđun đàn hồi: Es= 200000000 kN/m2

1.3.2 Chọn chiều sâu chôn móng

- Chọn chiều sâu chôn móng -1.7m so với mặt đất tự nhiên

- Chiều dài đoạn móng ngoài cột biên: chọn a=1m

=> Tổng chiều dài L của móng là:

L= 1+3.2+4.4+4.4+3.2+1=17.2m

- Chiều cao dầm móng:

) ( 6

1

12

1

max m L











m m

m

h d 4.4 0.36 0.73

6

1

12













=> Chọn h d 0.6m

1.3.3 Xác định kích thước đáy móng và kiểm tra điều kiện ổn định nền dưới đáy móng

Dời lực về tâm đáy móng:

kN N

i

tt  4715196985764112675

kN H

i

tt  5969767957340





i i

tt i

tt

i

M

i 4946745133253



kN L

N tt i

i  (471(7.6))(519(4.4))(6980)(5764.4)(4117.6)205.2



kN h

H tt d

i  (5969767957)0.6204



kNm

M tt 253(205.2)204251.8

Tải trọng tiêu chuẩn:

kN n

N

N tc tt 2326.08

15 1

2675 





kN n

H

H tc tt 295.65

15

1340 





kNm n

M

15 1

8

251 





* Xác định bề rộng đáy móng Bm:

Theo TCVN 9362:2012:

-Chọn sơ bộ Bm=1m xác định R:

)

2

1

II II

f II

m tc

c D D

B B

A

k

m

m

Trong đó :

- m1và m2lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của nền đất và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền đất Thông thường chọn m1=m2=1;

- ktc=1;

A,B,D là các hệ số không thứ nguyên lấy theo bảng 14 phụ thuộc vào giá trị tính toán của góc

ma sát  ;II

- Bmlà bề rộng của đáy móng (m);

- Df là chiều sâu chôn móng (m);

- II là dung trọng của đất nằm phía dưới độ sâu đặt móng theo TTGH2 (kN/m2);

- *

II

 là dung trọng của đất phía trên độ sâu đặt móng theo TTGH2 (kN/m2);

- cIIlà trị tính toán của lực dính đơn vị của tầng đất nằm trực tiếp dưới đáy móng;



















243 6

655 3

664

0 37

23

C

B

A

o

II



Thay các giá trị vào công thức ta có:

2

/ 35 190 ) 3 9 243 6 2 20 7 1 655 3 ) 10 2 20 ( 1 664

0

(

1

1

Diện tích đáy móng: F L mB m 17.2(m2)

) ( 21 15 7 1 22 35 190

08

D

R

N

f

tc

tc













Xét điều kiện:

) ( 21 15 )

(

2

D R

N m

F

f tb

tc











=> Thỏa điều kiện

Tính áp lực tại đáy móng

) / ( 07 177 7 1 22 2 17 1

95 218 6 2 17 1

08 2326

2 2

L B

M L

B

N

m

tc m

tc























) / ( 19 168 7 1 22 2 17 1

95 218 6 2 17 1

08 2326

2 2

L B

M L

B

N

m

tc m

tc























) / ( 63 172 7 1 22 2 17 1

08

D L

B

N

m

tc

tc











Với tb 22(kN/m2)

- Kiểm tra điều kiện:





































0 19 168

42 228 07 177

35 190 63 172 0

2

1

min

max

tc

tc

tc

tb

P

R

P

R

P

Kiểm tra điều kiện về cường độ TTGH I theo Terzaghi

- Điều kiện:

FS

q

Pmaxtc  ult

- Hệ số an toàn FS=2-3 ( công thức Terzaghi)

c q

f m

q 0.5       

Ta có

- Dung trọng tự nhiên TTGH I I 20.2kN/m3

2

/

9

c I 





















8 7

2 10

7

21 '

35

22





N N

N

q

c o

I

2

/ 86 630 7 21 3 9 2 10 7 1 2 20 8 7 1 2 20 5



) ( 03 198 7 1 22 2 17 1

8 251 6

2 17 1

2675

L B

M L

B

N

m

tt m

tt























) ( 28 210 3

86 630 )

( 03

198

FS

q kN

=> Thỏa

1.3.4 Kiểm tra độ lún dưới đáy móng

Tính áp lực gây lún tại đáy móng

- Áp lực gây lún:

kN D

F

N

2 17

08 2326 )

(  *      



  

Tính lún theo phương pháp cộng lún lớp phân tố;

- Tính lún theo phương pháp tổng độ phân tố, độ lún giới hạn: Sgh=8cm

- Chia đất nền thành các lớp đồng nhất với chiều dày thỏa điều kiện: i m h (0.4 0.6) B

- Xác định chiều sâu tính lún

- Vẽ biểu đồ ứng suất với:

















gl gl

bt z

P K

z

0







Với K 0 (L/B,z/B)

- Dừng tính lún tại chiều sâu có: 5

gl

bt z





- Tính áp lực:

i gltb i

bt ztb i

P P

P

1 2

1











- Nội suy (ngoại suy) e1i;e2i từ các giá trị P1i;P2i

- Độ lún tổng phân tố: i

i

i

e

e e







1

2 1

1

* Bảng tính lún:

Z B L Z/B L/B Ko Pgl gli 1i P1i P2i e1i e2i S

0 1 17.2 0 17.2 1 138.29 138.2900 34.34

36.38 166.44 0.615 0.564 0.0126316 0.4 1 17.2 0.4 17.2 0.881 138.29 121.8335 38.42

40.46 145.77 0.612 0.569 0.0106700 0.8 1 17.2 0.8 17.2 0.642 138.29 88.7822 42.5

44.54 121.91 0.61 0.575 0.0086957 1.2 1 17.2 1.2 17.2 0.477 138.29 65.9643 46.58

48.62 107.46 0.608 0.578 0.0074627 1.6 1 17.2 1.6 17.2 0.374 138.29 51.7205 50.66

52.7 99.67 0.606 0.58 0.0064757

2 1 17.2 2 17.2 0.3053 138.29 42.2199 54.74

56.78 95.68 0.603 0.574 0.0072364 2.4 1 17.2 2.4 17.2 0.2573 138.29 35.5820 58.82

60.86 93.95 0.556 0.545 0.0028278 2.8 1 17.2 2.8 17.2 0.2213 138.29 30.6036 62.9

64.94 93.68 0.555 0.546 0.0023151 3.2 1 17.2 3.2 17.2 0.1943 138.29 26.8697 66.98

69.02 94.39 0.554 0.545 0.0023166 3.6 1 17.2 36 17.2 0.1726 138.29 23.8689 71.06

73.1 95.72 0.552 0.545 0.0018041

4 1 17.2 4 17.2 0.1546 138.29 21.3796 75.14

77.18 97.58 0.551 0.544 0.0018053

=> Slún= 6,55cm< [S]=8cm;

Thỏa điều kiện lún

1.1.5 Chọn kích thước tiết diện ngang của móng

b

tt

N

F (1.21.5) max

) ( 6 577 10

5

14

698

2







Chọn : h cb c2525625(cm2)

cm b

b d  c10251035



Chiều cao dầm móng:

733 0 366 0 4 4 6

1 12

1 6

1

12

1























h d

- Chọn hd=0.6m=600mm

Chọn lớp bê tông bảo vệ thép đáy móng: a=50mm

Chiều cao bản móng: hb=300mm => h0b=hb-a=300-50=250mm

Chọn chiều cao cánh móng: hbc=200mm

Kiểm tra chiều cao bản móng: hb

) / ( 2 155 2 17

F

N P

P tt  net  tt  

) ( 72 1334 )

2 25 0 2 17 ( 2

S

P

) ( 16 11486 )

2 2 17 424 0 ( 10 05 1 75 0 75

cx

P  => thỏa điều kiện xuyên thủng

4.4 1 17.2 4.4 17.2 0.1404 138.29 19.4159 79.22

81.26 99.80 0.515 0.508 0.0005212 4.8 1 17.2 4.8 17.2 0.1278 138.29 17.6735 83.3

85.34 102.29 0.513 0.507 0.0007823 5.2 1 17.2 5.2 17.2 0.1174 138.29 16.2352 87.38

Tổng độ lún(m) 0.0655444

Xác định hệ số nền K0dưới móng băng



















B K

K B B 0,3 0.3

Móng đặt trên nền cát bình thường

=> K0= 35(MN/m3) theo tiêu chuẩn Terzaghi

) / ( 5 10 1

3 0

















3

2 5 10 3













Độ cứng lò xo ở 2 biên:

Ta có khoảng cách lò xo là 0.1m

) / ( 35 0 ) 05 0 1 (

K

Độ cứng lò xo ở giữa:

) / ( 7 0 ) 1 0 1 (

K





*Thống kê nội lực từ sap2000

Biểu đồ momen

Biểu đồ lực cắt

Bảng thống kê:

Q PhảiTrái -171.751 -219.664 -330.731 -278.224 -223.953281.604 284.274 352.632 282.253 169.582

M PhảiTrái 139.982 107.160 288.285 164.68 89.77490.982 61.160 214.285 113.68 56.774

Q 13.098 -3.860 -9.703 -4.574

M -107.118 -184.046 -157.022 -101.726

1.4 Tính toán và bố trí cốt thép cho bản móng và dầm móng 1.4.1 Tính cốt thép cho bản móng

m kN m

l F

N

p

2 17

2675 )

1



kNm l

b b p

net

I

8

) 35 0 1 ( 52 155 8

)



















2 6

0

32 130 250 280 9 0

10 21

h

R

M

A

s

















Chọn thép: 10a200(A s 393mm2)

1.4.2 Tính cốt thép trong dầm móng

1.4.2.1 Tính cốt thép dọc

- Chiều dày lớp bê tông bảo vệ lấy theo mục 8.3.2 – TCVN 5574 – 2012:

) (

20

max mm

mm

d

c









- Giả thiết lớp đệm từ trọng tâm nhóm cốt thép chịu kéo đến mép bê tông a

2





c

a

h0: chiều cao làm việc của tiết diện (mm)

h0=h-a

- ξR: Hệ số hạn chế chiều cao vùng nén, tra bảng E.2 trang 167 TCVN 5574 - 2012

- γb2: Hệ số điều kiện làm việc của bê tông, lấy theo bảng 15, TCVN 5574 – 2012

2

o b

b

M













m



 1 12

Kiểm tra điều kiện hạn chế:

ξ ≤ ξR

Khi m0.225 thì trong mọi trường hợp điều kiện hạn chế về ξ luôn thỏa mãn Do đó không cần kiểm tra

- Diện tích cốt thép tính toán

s

o b

b

h b R

A    

- Hàm lượng cốt thép

%

% 05

0

005

0

100

max

s s

b b

R

o

tt

s

tt

R R

h

b

A































- Chọn cốt thép sao cho:









u



min

max

Nhận xét:

- Momen tạinhịp AB, EF tương đương nhau nên chọn nhịp AB để tính và bố trí cốt thép.

- Momen tạinhịp BC, CF tương đương nhau nên chọn nhịp BC để tính và bố trí cốt thép.

- Momen tạigối A,B,E tương đương nhau nên chọn gối E để tính và bố trí cốt thép.

*Tính toán cụ thể nhịp AB:

- Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ là: c = 25 mm

- Giả thiết: a = 50 mm

-Chiều cao làm việc của tiết diện dầm:

mm a

h

h o   60050550

Tính toán cốt thép chịu mômen ở nhịp

Tra bảng E.2 trang 167 TCVN 5574 – 2012, ta có:

9

0

604

0

2 



b

R





225 0 076 0 550 350 5 14 9 0

10 118

107

2

6 2

0























h b R

M

b

b



079 0 076 0 2 1 1 2

1



Diện tích cốt thép tính toán

2

72 543 365

550 350 5 14 079 0 9

R

h b R

A

s

o b

b

Hàm lượng cốt thép:

% 16 2 100 365

1

5 14 9 0 604 0

% 05 0 005

0

% 282 0 100 550 350

72 543 100

max

min

0







































s s

b b

R

tt

s

tt

R R

h

b

A













Chọn cốt thép sao cho:









u



min max

Chọn thép: 2d20 (As=628mm2)

% 326 0 100 550 350









o

ch

s

A



Cốt thép chọn hợp lý

*Tính toán cụ thể nhịp BC:

- Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ là: c = 25 mm

- Giả thiết: a = 50 mm

-Chiều cao làm việc của tiết diện dầm:

mm a

h

h o   60050550

Tính toán cốt thép chịu mômen ở nhịp

Tra bảng E.2 trang 167 TCVN 5574 – 2012, ta có:

9

0

604

0

2 



b

R





225 0 133 0 550 350 5 14 9 0

10 046

184

2

6 2

0























h b R

M

b

b



143 0 133 0 2 1 1 2

1



Diện tích cốt thép tính toán:

2

2 984 365

550 350 5 14 143 0 9

R

h b R

A

s

o b

b

Hàm lượng cốt thép:

% 16 2 100 365

1

5 14 9 0 604 0

% 05 0 005

0

% 511 0 100 450 350

2 984 100

max

min

0







































s s

b b

R

tt

s

tt

R R

h

b

A













Chọn cốt thép sao cho:









u



min max

Chọn thép: 2d20+1d22 (As=1008mm2)

% 523 0 100 550 350









o

ch

s

A



Cốt thép chọn hợp lý

*Tính toán cụ thể gối A,B,E:

- Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ là: c = 25 mm

- Giả thiết: a = 50 mm

-Chiều cao làm việc của tiết diện dầm:

mm a

h

h o   60050550

Tính toán cốt thép chịu mômen ở nhịp

Tra bảng E.2 trang 167 TCVN 5574 – 2012, ta có:

9

0

604

0

2 



b

R





225 0 119 0 550 350 5 14 9 0

10 68

164

2

6 2

0























h b R

M

b

b



127 0 119 0 2 1 1 2

1



Diện tích cốt thép tính toán:

2

08 874 365

550 350 5 14 127 0 9

R

h b R

A

s

o b

b

Hàm lượng cốt thép:

% 16 2 100 365

1

5 14 9 0 604 0

% 05 0 005

0

% 454 0 100 550 350

08 874 100

max

min

0







































s s

b b

R

tt

s

tt

R R

h

b

A













Chọn cốt thép sao cho:









u



min max

Chọn thép: 3d20 (As=942mm2)

% 489 0 100 550 350









o

ch

s

A



Cốt thép chọn hợp lý

*Tính toán cụ thể gối C:

- Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ là: c = 25 mm

- Giả thiết: a = 50 mm

-Chiều cao làm việc của tiết diện dầm:

mm a

h

h o   60050550

Tính toán cốt thép chịu mômen ở nhịp

Tra bảng E.2 trang 167 TCVN 5574 – 2012, ta có:

9

0

604

0

2 



b

R





225 0 187 0 550 350 5 14 9 0

10 258

288

2

6 2

0























h b R

M

b

b



208 0 187 0 2 1 1 2

1



Diện tích cốt thép tính toán

2

68 1424 365

550 350 5 14 208 0 9

R

h b R

A

s

o b

b

Hàm lượng cốt thép:

% 16 2 100 365

1

5 14 9 0 604 0

% 05 0 005

0

% 740 0 100 550 350

68 1424 100

max

min

0







































s s

b b

R

tt

s

tt

R R

h

b

A













Chọn cốt thép sao cho:









u



min max

Chọn thép: 2d20+3d22 (As=1768mm2)

% 918 0 100 550 350









o

ch

s

A



Cốt thép chọn hợp lý

*Tính toán cụ thể gối F:

- Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ là: c = 25 mm

- Giả thiết: a = 50 mm

-Chiều cao làm việc của tiết diện dầm:

mm a

h

h o   60050550

Tính toán cốt thép chịu mômen ở nhịp

Tra bảng E.2 trang 167 TCVN 5574 – 2012, ta có:

9

0

604

0

2 



b

R





225 0 065 0 550 350 5 14 9 0

10 744

89

2

6 2

0























h b R

M

b

b



067 0 065 0 2 1 1 2

1



Diện tích cốt thép tính toán

2

461 365

550 350 5 14 067 0 9

R

h b R

A

s

o b

b

Hàm lượng cốt thép:

% 16 2 100 365

1

5 14 9 0 604 0

% 05 0 005

0

% 239 0 100 550 350

461 100

max

min

0







































s s

b b

R

tt

s

tt

R R

h

b

A













Chọn cốt thép sao cho:









u



min max

Chọn thép: 2d20 (As=628mm2)

% 326 0 100 550 350









o

ch

s

A



Cốt thép chọn hợp lý

1.4.2.2 Tính toán cốt thép đai

Công thức tính toán cốt đai

Điều kiện tính toán:

Xét khả năng chịu cắt của cấu kiện khi không có cốt đai:

C

h R

b

2 4

0 (1 ) 

Trong đó:

- Qb0: Khả năng chịu cắt của cấu kiện khi không có cốt thép đai

-  4 : Hệ số phụ thuộc vào loại bê tông lấy theo bảng 6.1 trang 107 giáo trình Sàn sườn bê tông toàn khối – Nguyễn Đình Cống

-  : Hệ số xét đến ảnh hưởng của lực dọcn

- Rbt: Cường độ chịu kéo của bê tông

- C : Hình chiếu tiết diện nghiêng lên phương trục dầm

Lấy gần đúng c = 2h0, thay vào công thức trên ta được:

0 4

0 0.5 (1 ) R h

Q b  b  n  bt

Tính toán cốt đai cụ thể cho dầm móng tại vị trí mặt cắt gối C

Có Q c 352.623kN

Dự kiến dùng cốt thép đai ϕ10a200, hai nhánh có:

2 2

2

08 157 4

10

2 4

A sw     

Bê tông nặng có các hệ số:

01 0

; 5 1

; 6 0

;

2       

Không có lực dọc: n 0

Điều kiện tính toán:

Xét khả năng chịu cắt của cấu kiện khi không có cốt đai:

Lấy gần đúng C=2h0, thay vào công thức ta được:

kN N

h R

Q b0 0.5b4(1n) bt 0 0.51.5(10)1.05350550151594 151.594

kN Q

kN

Q c 352.632  b0 151.594 :Bê tông không đủ khả năng chịu lực cắt, cần tính toán cốt thép đai

7 10 30

10 1

2

3

5











b

s

E



3

10 165 2 200 350

594









s

b

A sw

w











































07 1

3 1 10

165 2 7 5 1

3 1 5

1

3

1

3 1

w s

855 0 5 14 01 0 1 1

1    b    



kN N

h b R

Q bt 0.3w1b1 b  o 0.31.070.85514.5350550766072.5 766.072

Điều kiện tính toán theo phương pháp tính toán cốt đai giáo trình Sàn sườn bê tông cốt thép – Nguyễn Đình Cống:

kN Q

kN

Q c 352.632 0.7 bt 536.214 (thõa điều kiện)

Tính toán khoảng cách cốt đai:

kNm Nmm

h b R

Tính chiều dài hình chiếu tiết diện nguy hiểm C*: