Tài liệu Giáo trình xây dựng_phần 3 pdf

XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG KHUNG TRUYỀN XUỐNG MÓNG: -Tải trọng công trình bên trên truyền xuống móng có được tính dựa vào số liệu kích thước dầm,sàn,cột,tường,cầu thang tính ở phần trước... Xác

II PHƯƠNG ÁN 2: MÓNG BÈ TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN

II.1 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG KHUNG TRUYỀN XUỐNG MÓNG:

-Tải trọng công trình bên trên truyền xuống móng có được tính dựa vào số liệu kích thước dầm,sàn,cột,tường,cầu thang tính ở phần trước

-Tổng lực dọc truyền xuống móng từ kết quả tính tổng tĩnh tải và hoạt tải của công trình truyền xuống :

∑Ntt = 4635.01 (T )

∑Ntc = ∑Ntt/1.15 = 4030.44 (T)

Diện tích móng F = 26 x 19.6 =509.6m2

TẢI TRỌNG BẢN THÂN CÔNG TRÌNH

VỊ TRÍ CỘT( T ) DẦM( T )

SÀN (T/m2 )

CẦU THANG( T ) TƯỜNG( T ) TỔNG( T )

Xác định momen và lực cắt truyền xuống móng :

Từ tải trọng gió tác dụng vào khối nhà theo hai phương x,y ta tìm được momen M

và lực cắt Q:

BẢNG GIÁ TRỊ TẢI TRỌNG

(Tm)

MY

(Tm)

N (T)

QX

(T)

Q Y(T)

II.2 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN MÓNG :

- Chọn sơ bộ chiều dày bản đáy :

L

⎠

⎞

⎜

⎝

=

8

1 12 1

L = 7m : khoảng cách lớn nhất giữa các cột

⎠

⎞

⎜

⎝

8

1 12

1

b

* Chọn hb = 40 cm

- Chọn sơ bộ chiều cao dầm :

L

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛ ÷

=

6

1 8 1

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛ ÷

6

1 8

1

d

* Chọn hd = 1500 cm

- Chọn sơ bộ bề rộng dầm :

d

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛ ÷

=

4

1 2

1

và bd ≥ bc

* Chọn bd = 70 cm

Vậy kích thước tiết diện dầm (hd∗bd) = (70∗150) cm

- Chọn dầm mĩng trục 2, 3, 4, cĩ tiết diện(hd∗bd) = (130∗70) cm

- Chọn dầm mĩng trục A, B, C, D cĩ tiết diện(hd∗bd) = (100x70) cm

- Chọn dầm mĩng trục 1, 5 cĩ tiết diện(hd∗bd) = (100x50) cm Chiều sâu chơn mĩng : hm = 3(m)

A

1

MB DẦM MÓNG, BẢN MÓNG

S4

2

S3

S4

B

S1

C

S5

D

5

S3 S1 S5

S2 S1

S3 S4

S4 S3

Y

X

70X100 70X100

70X100 70X100

IV Xác định áp lực đất nền dưới đáy mĩng

Gọi N, MX, QX, MY, QY là lực dọc, mơmen, lực cắttheo phương x, mơmen,lực cắt theo phương y, đặt tại tâm mặt bằng khối nhà.(Vì khi tính khung ta tính khung phẳng nên khi tính tổng các giá trị M,N,Q đặt tại tâm mặt bằng cơng trình ta lấy tổng tĩnh tải,hoạt tải của cơng trình truyền xuống )

Gọi 0 (X, Y) là toạ độ trọng tâm đáy mĩng cơng trình

Ta có : 13

2

26

= L m

2

6 19

= B m

Lực dọc tác dụng tại trọng tâm đáy móng kể cả trọng lượng bản thân móng và đất phủ :

Nm = Ntc + Nb + Ntb

Trong đó:

Ntc = 4030.44 (T)

Trọng lượng bản móng :

Nb = Fm x hb x γ = 509.6 x 0.4 x 2 5 = 509.6 (T) Trọng lượng dầm và đất phủ được lấy trung bình với γtb = 2T/m3

Ntb = Fm x (hm - hb) x γtb = 509.6 x (3 - 0.4) x 2 = 2649.92 (T) ⇒ Nm = 4030.44 + 509.6 + 2649.92 = 7189.96 (T)

V Kiểm tra áp lực đất nền dưới đáy móng theo TTGH 2 :

J

y M Y

J

x M F

N P

y c

x c

m m

TC

min max,

Trong đó :

12

26 6 19 12

3 3

x L

B

12

6 19 26 12

3 3

x B

L

X = 13 (m) , Y = 9.8 (m)

99 16313

47 1384 8

9 47 28707

48 2307 6

19 26

96 7189

min

x

⇒ Pc

max = 15.99 (T/m2)

Pcmin = 12.23 (T/m2)

Ap lực tiêu chuẩn ở đáy móng :

k

m m

tc

Trong đó :

ktc = 1 : do các chỉ tiêu cơ lý đều lấy theo kết quả thí nghiệm trực tiếp với đất

m1, m2 : hệ số điều kiện làm việc của đất nền và dạng kết cấu công trình tác động qua lại với nền đất

m1 = 1.2 (Sét pha cát)

m2 = 1.1 ( =1.7)

H

L

Bm = 19.6 (m ) : chiều rộng của móng

hm = 3 (m) : chiều sâu chôn móng

γII = 2.02 (T/m) : dung trọng đất nền dưới đáy móng

γ’

II = 2 (T/m3)

A, B, D : các hệ số tra bảng theo ϕ

A = 0.324

Ta có :ϕ = 15°14’ tra bảng B = 2.31

D = 4.89

CII = 0.22 (KG/cm2) = 2.2 (T/m2)

⇒ (0.324 19.6 2.02 2.31 3 2 4.98 2)

1

2 1 2

1

x x

x x

x

x

⇒ Rtc = 48.14 (T/m2)

Ta thấy :

Pmax = 15.99(T/m2) < 1.2Rtc = 1.2 x 48.14 = 58.73(T/m2)

Pmin = 12.23(T/m2) > 0

Vậy đất nền dưới đáy móng ổn định

* Ta thấy lớp đất thứ 1 (Sét pha cát) có góc ma sát trong ϕ(1) = 15°14’ nhỏ hơn góc ma sát trong của lớp đất thứ 2 (Sét pha cát có lẫn sạn Laterite) có ϕ(2) = 19°24’ nên ta không cần phải kiểm tra điều kiện :

σz γ + σzp ≤ Rz(2) Trong đó :

σz γ = γi.hi (T/m2)

σzp = k0.pgl (T/m2)

ko = f⎜⎜⎝⎛ ⎟⎟⎠⎞

m m

m

B

Z B

L 2 , được tra bảng 3 - 7 sách hướng dẫn đồ án nền móng của Gs.Ts Nguyễn Văn Quảng tại độ sâu z

Rz = (A.b γII + B.H.γII’ + D.cII )

VI Kiểm tra lún cho móng

Vì móng có B = 19.6 m > 10 m nên ta tính lún cho móng có kể đến hiện tượng nở hông của đất và còn gọi là hiện tượng tập trung ứng suất theocông thức của EGOROV

∑

=

−

i i m

z gl

E

K K M B P S

1

1 0

Trong đó :

Pglz = 0 : ứng suất gây lún trung bình ở đáy móng

Vì Bm = 19.6m > 10m nên ta lấy Pgl

z =0 = Pmax = 15.99 (T/m2)

- M : hệ số điều chỉnh kể đến hiện tượng tập trung ứng suất và phụ thuộc vào

m =

B

H

2

- H : là chiều dày lớp đàn hồi hữu hạn

H = H0 + t.Bm

Vì móng đặt trên nền đất sét nên : H0 = (9 + 6)/2 = 7.5m

và t = (0.15 + 0.1) / 2 =0.125

⇒ H = 7.5 + 0.125 x 19.6 = 9.95 (m)

⇒ m =

6 19

95 9 2

m

B

H

= 1.02 Tra bảng 3 - 11 sách hướng dẫn đồ án nền móng của Gs.Ts Nguyễn Văn Quảng ta được

M = 0.9

Ki = f ⎜⎜⎝⎛ ⎟⎟⎠⎞

m m

m

B

Z B

L 2 , tra bảng 3 -12 sách hướng dẫn đồ án nền móng của Gs.Ts Nguyễn Văn Quảng, kết quả được đưa vào bảng sau :

Lớp đất Chiều dày

(m)

E i

Et pha cát lẫn

Laterite

⎠

⎞

⎜

⎝

+

−

=

2 1195

0245 0 245 0 5 1174

0 0245 0 9 0 6 19 99

⇒ S = 5.7 (cm) < Sgh = 8(cm) Vì đây là móng bè có khả năng làm giảm đi độ lún không

đều nên độ lún như trên có thể chấp nhận được

Vậy móng thoả điều kiện tính lún

VII Tính ổn định vị trí của móng

Vì công trình chịu tải trọng ngang cho nên ta phải kiểm tra trượt và lật của móng Ap lực

gió coi như phân bố theo diện tích đón gió của mặt bên công trình và được đưa về lực tập

trung đặt tại trọng tâm của diện tích đón gió sau đó truyền về đáy móng và được xác định

theo công thức sau :

P = n x qc x F =1.2 x 83 x (26 x 19.6) = 50756.16 (kG)=50.756 (T) Trong đó :

n = 1.2 : hệ số vượt tải

qc = 83(KG/cm2) : áp lực gió tiêu chuẩn tại THỦ ĐỨC

F = (Lm∗H) : diện tích đón gió

Lm : chiều dài móng

H : chiều cao nhà kể từ mặt nền

Kiểm tra lật

Công trình có khả năng bị lật dưới tác dụng của tải trọng gió

Điều kiện để công trình không bị lật :

Mchống lật > Mgây lật

Trong đó :

Mchống lật = N x

2

m

B

= 4030.44 x 9.8 = 39498.31 (Tm)

Mgây lật = P x ( )

H + = 50.756 x (15 + 3) = (Tm) ⇒ Mchống lật = 54507.71 (Tm) > 1.4 Mgây lật =1279.05 (Tm)

Vậy công trình không bị lật dưới tác dụng của tải trọng gió

VIII Tính toán kết cấu móng

Do móng bè có diện tích và chiều dày bản lớn nên ta coi bản là tuyệt đối cứng

Độ cứng của bản còn được xác định từ độ mảnh t :

0

3 0 0

3 0

2

10

1

4

1

h

L E

E J

E

L B E

−

−

=

μ

π

Ta tính kết cấu móng bè như bản sàn lật ngược chịu tải trọng phân bố đều là áp lực PTB đáy

móng

P = n∗PP

c

TB = 1.2 x 15.39 = 18.47 (T/m2) Tính bản móng

III-1 : Tính toán các ô bản kê ( Sàn làm việc theo 2 phương )

- Ta xem các ô bản sàn chịu uốn theo hai phương, để thiên về an toàn ta tính toán ô

bản đơn theo sơ đồ đàn hồi, không xét đến sự ảnh hưởng của các ô bản kế cận

- Dựa vào sự liên kết giữa các ô bản với hệ dầm (ngàm hoặc khớp) ta dùng11 loại ô

bản lập sẵn để xác định các hệ số cho momen

BẢNG SƠ ĐỒ TÍNH CHO CÁC Ô BẢN KÊ

Số

hiệu

ô sàn

Chiều dày bàn sàn

h b (cm)

Chiều cao dầm móng

Các tỷ số Liên kết giữa sàn

với các cạnh

Sơ đồ tính

- Theo bảng xác định sơ đồ tính của ô bản S2 ta thấy dạng sơ đồ tính của ô bản này

giống ô bản số 9 trong 11 ô bản được lập sẳn

- Ta có các công thức để xác định giá trị tải trọng tác dụng lên các ô bản như sau:

+ Mômen dương lớn nhất ở nhịp M1 = m91.P

M2 = m92.P

+ Mômen dương lớn nhất ở nhịp MI = k9I.P

MII = k9II.P

- P = ql1 l2 = 15.99 x 7 x 6.3 = 705.16 T ; với q = 15.99 (T/m2)

- m71, m72, k7I, k7II :Tra bảng phụ lục/378 sách kết cấu BTCT của Thầy Võ Bá Tầm

- m91, m92, k9I, k9II :Tra bảng phụ lục/378 sách kết cấu BTCT của Thầy Võ Bá Tầm

P = 1 5 9 9 T /m 2

7 m

M 1

M I

M I

M II

M II

M II

M 2

SƠ ĐỒ TÍNH Ô BẢN ĐÁY S2

M II

P = 1 5 9 9 T /m 2

M 2

7 m

M II

M I

M I

M 1

SƠ ĐỒ TÍNH Ô BẢN ĐÁY S 1

TÍNH CÁC GIÁ TRỊ NỘI LỰC Ô SÀN S 1

tác dụng

Ô

sàn

l2

TÍNH CÁC GIÁ TRỊ NỘI LỰC Ô SÀN S 2

Ô

Tổng tải trọng

Giá trị mômen (kGm)

l2

Tính toán cốt thép

Trình tự tính toán theo trường hợp cấu kiện tiết diện chữ nhật chịu uốn có

b = 1m (bề rộng dãi tính toán)

Các thông số ban đầu :

- Bê tông mác 250 : Rn = 110 (kG/cm2) ; Rk = 8.3(kG/cm2)

- Cốt thép A II (f > 10 ) , Ra = Ra’ = 2700 (kG/cm2) ;

- Chọn ao = 5 cm : khoảng cách từ trọng tâm của cốt thép chịu kéo đến lớp

da ngoài bê tông

Sau khi tính toán được Fa cần kiểm tra tỷ lệ cốt thép

0 1

100

%

h b

F a

=

m % nằm trong khoảng 0.3 đến 0.9 là hợp lí Nếu m % quá lớn hoặc quá bé ta cần

chọn lại chiều dày của bản, rồi tính lại

Khi m % < m min mà không thể giảm chiều dày bản thì phải chọn lại Fa theo yêu cầu

tối thiểu bằng m min b1 h0 TCVN qui định m min = 0.05 %

0

bh R

M

n

; với h0 = hs – a0;

2

1

A

−

Fa =

0

h R

M

aγ

KẾT QUẢ TÍNH THÉP CỦA CÁC Ô BẢN KÊ (S 1 ,S 2 )

Thép chọn bản

Giá trị mômen

tt

(cm 2 ) f

(mm) a (mm) Fa (cm 2 )

m%

M1 16.5 0.10 0.95 18.47 18 160 17.82 0.53

MI 39.84 0.19 0.89 41.32 25 140 39.27 1.03

M2 11.92 0.07 0.96 13.12 18 200 14.20 0.37

S 1

(7x6.3)

MII 24.68 0.15 0.92 28.53 22 140 30.41 0.82

S 2

(6.3x6)

VIII-2 : Tính cho ô bản, S 5 ,S 6

7m

1m

SƠ ĐỒ TÍNH Ô BẢN S 5 ,S 6

3

7

1

2

l

l 2.33 > 2 nên nó thuộc ô bản dầm

Để tính bản, cắt một dải rộng b = 1m theo phương cạnh ngắn

24

3 99 15 24

2 2

=

=

q

(Tm)

12

3 99 15 12

2 2

=

=

q

(Tm) Tính cốt thép cho nhịp

1

35 100 110

10 99 5

x x

x xbxh

R

M A

o n

0.044

γ =0.5(1+ 1−2A)= 0.5(1+ 1−2x0.044) = 0.98

35 98 0 2700

10 99

1

∗

∗

=

x x

x h

R

M F

o a

35 100

47 6 100

x

x bxh

F

o

a

Tính cốt thép cho gối

35 100 110

10 99 11

2

5 2

2

x x

x xbxh

R

M A

o n

γ =0.5(1+ 1−2A)=0.5(1+ 1−2∗0.089)=0.95

35 95 0 2700

10 99

2

x x

x h

x R

M F

o a

2) f18a200

35 100

36 13 100

x

x bxh

F a

VIII-3: Tính cho ô bản, S 3 ,S 4

7m

1m

SƠ ĐỒ TÍNH Ô BẢN S 3 ,S 4

3

7

1

2

l

l

2.33 > 2 nên nó thuộc ô bản dầm

Để tính bản, cắt một dải rộng b = 1m theo phương cạnh ngắn

2

2 99 15 2

2 2

=

qxl

(Tm) Tính cốt thép cho gối

1

35 100 110

10 98 31

x x

x xbxh

R

M A

o n

0.237

γ =0.5(1+ 1−2A)= 0.5(1+ 1−2∗0.237) = 0.863

35 863 0 2700

10 98

1

∗

∗

=

x x

x h

R

M F

o a

35 100

21 39

x

x bxh

F

o

a

IX – Tính hệ dầm móng:

SƠ ĐỒ BỐ TRÍ MẶT BẰNG HỆ DẦM CỦA MÓNG BÈ

1 Sơ đồ tính

Tính hệ dầm móng bè ta tính như hệ dầm chịu tải trọng tươbg đương từ các ô bản truyền

xuống, có các gối tựa là các cột

-Tải trọng do ô bản truyền vào có dạng hình tam giác :

2 8

5 pl1

-Tải trọng do ơ bản truyền vào các dầm cĩ dạng hình chữ nhật :

1

2

1

pl

q td = ∗ (T/m)

-Tải trọng do ơ bản truyền vào các dầm cĩ dạng hình thang :

1

3 2

2 ) 2

1

2

1

2xl

l

=

β

SƠ ĐỒ TRUYỀN TẢI TỪ BẢN ĐÁY VÀO DẦM ĐÁY

A

B C D

5

GIÁ TRỊ LỰC DO BẢN MĨNG TRUYỀN VÀO DẦM MĨNG

Trục Nhịp Lực phân bố

( T /m )

A , D

1 , 5

B-C

B-C

3

B-C

2 Tính toán nội lực

Dùng phần mềm Sap2000 để tính nội lực cho hệ dầm nóng kết momen và lực cắt,sau đó

tính thép dùng công thứ bên dưới :

SƠ ĐỒ TẢI TRỌNG TƯƠNG ĐƯƠNG TÁC DỤNG LÊN HỆ DẦM MÓNG

BIỂU ĐỒ MÔMEN CỦA HỆ DẦM MÓNG

3 Tính cốt thép cho hệ dầm :

Dùng bê tông mac 250 có Rn = 110 KG/cm2

Cốt thép chịu lực CII có Ra = 2700 KG/cm2

Cốt thép đai AII có Rađ = Rax = 2150 KG/cm2

-Tính cốt thép cho momen dương ở giữa nhịp

Điều kiện cấu tạo để đưa vào tính toán bề rộng cánh là:

bc = b + 2.c

Trong đó c không được vượt quá giá trị bé nhất trong 3 giá trị sau:

- 1

2lo : lo là khoảng cách giữa 2 mép của dầm;

- 1

6l : l là nhịp tính toán của dầm;

- 6.hc :khi hc > 0.1 h thì có thể lấy là 9.hc

Xác định vị trí trục trung hòa: Mc = Rn.bc.hc.(ho – 0.5.hc)

- Nếu M ≤ Mc : trục trung hòa qua cánh, khi đó tính dầm theo tiết diện hình chữ nhật với kích thước (bc× h)

0

bh R

M

n

; với h0 = h– a; g = (1 1 2 )

2

1

A

−

0

h R

M

aγ Sau khi tính toán được Fa cần kiểm tra tỷ lệ cốt thép:

0

100

%

bh

F a

= μ

- Nếu M > Mc : trục trung hòa đi qua sườn

2 0

5 0

bh R

h h

h b b R M

n

c o

c c

−

A< Ao tra bảng hoặc tính a, a = 1− 1−2A; Fa = [ ( ) ]

a

n c c o

R

R h b b

bh + −

A>Ao tiết diện chọn quá bé cần tăng tiết diện hoặc đặt cốt kép

-Trường hợp moment âm ở gối : ta tính với tiết diện hình chữ nhật (b×h): Tính các thông số :

M

R b h ; γ = 1( )

M

R γ h

Tính cốt thép ngang

Ta chỉ tính cho dầm có lực cắt lớn nhất là dầm trục 3 và các dầm còn lại bố trí tương tự Kiểm tra điều kiện hạn chế :

Trị số lực cắt lớn nhất Qmax = 416,35 (T) > 0.35Rnbh0 = 336,875(T)

⇒ Phải tính cốt thép chịu lực cắt

-Lực cốt đai phải chịu:

x x x bh

R

Q q

o k

125 70 3 8 8

35 416

2 2

2

=

= Chọn đường kính cốt đai f10.đai hai nhánh 0.785cm2

Khoảng cách tính toán giữa hai cốt đai

39 2

131 1 2

* 2150

*

*

=

=

=

ñ

ñ añ

t

q

f n R u

Qmax = 268.22 (T) > 41.4 (T) nên ta cần phải tính cốt đai chịu cắt

44 268000

115 60 10 5 1 5

0 max = = ∗ ∗ ∗ =

Q

bh R

Chọn đai Φ12, fđ = 1.131 cm2, đai bốn nhánh, khoảng cách U = 15 cm thoả mãn các điều kiện cấu tạo và bé hơn Umax

36 633 15

131 1 4 2100

=

∗

∗

=

=

U

f n R

Bố trí thép :

Đoạn đầu gối : Φ12a150

Đoạn giữa nhịp : Φ12a30