Bài giảng Kết cấu bê tông cốt thép 2: Chương 5 - ThS. Bùi Nam Phương

Bài giảng Kết cấu bê tông cốt thép 2: Chương 5 Móng bê tông cốt thép cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm chung; Tính móng nông; Tính móng băng; Tính móng bè; Tính móng cọc. Mời các bạn cùng tham khảo!

Trang 1

CHƯƠNG 5 MÓNG BÊTÔNG CỐT THÉP

Trang 2

BTCT2 - Chương 5 Kết cấu móng BTCT 3

5.1 KHÁI NIỆM CHUNG

5.1.1 Định nghĩa và phân loại

 Móng là bộ phận kết cấu chôn dưới đất để truyền tải trọng của công trình xuống đất nền Theo hình thức và cách truyền tải xuống nền, móng bêtông cốt thép được chia thành các loại sau

 Móng nông: đế móng thường đặt trên nền đất thiên niên

hoặc nền đất đã được gia cố với độ sâu chôn móng không

lớn lắm

 Móng đơn: đỡ cột tải trọng trung bình, điều kiện địa

chất tốt và khoảng cách cột lớn.

Trang 3

 Móng băng: đỡ tường hoặc hàng cột, khi nền đất yếu

có thể dùng móng băng giao nhau

 Móng bè: có diện tích đế móng trải rộng trên toàn bộ

mặt bằng công trình

 Móng sâu: Móng cọc là móng

sâu vì mũi cọc có thể được đặt

sâu vài chục mét, thích hợp với

nền đất yếu, tải trọng công trình

lớn, cọc có vai trò truyền tải trọng

xuống lớp đất tốt ở dưới sâu.

Trang 4

5.1.2 Phương pháp tính

Tính nền theo nhóm TTGH1: Tải trọng tính toán ≤ Sức chịu tải

đất nền ( P≤ [P] ), áp dụng khi:

 Nền là đá (không tính theo R c mà tính theo [P])

 Công trình đặt trên mái dốc

 Công trình chịu tải trọng ngang là chủ yếu

 Tính nền theo nhóm TTGH2: Sử dụng tổ hợp chính của các tải

trọng tiêu chuẩn Kiểm tra:

 Độ lún S ≤ S gh

5.1.2.1 Kiểm tra sức chịu tải của nền

Trang 5

 Không kể trọng lượng bản thân móng và lớp đất phủ bên trên

(khác với TTGH 1 của đất nền thì phải xét đến TLBT móng +

 Thấp hơn các đường ống cấp thoát nước ngầm, các

đường dây diện ngầm

 Đáy móng phải đặt sâu trong lớp đất chịu lực ít nhất

0,1m nằm trên lớp bêtông lót dày 10cm

Trang 6

5.2 TÍNH MÓNG NÔNG

 Nếu ở độ sâu chọn, đáy móng

chạm vào lớp đất xấu có chiều dày

không lớn thì bóc hết lớp đất này đi

 Phân loại:

 Theo thi công: Móng toàn khối – Móng lắp ghép

 Theo tải trọng: Móng chịu tải đúng tâm – Móng chịu tải

5.2.2 Móng đơn chịu nén đúng tâm

 Kích thước đế móng và chiều sâu chôn móng được xác định từ điều kiện

cường độ và biến dạng của đất nền:

p c áp lực dưới đáy móng do tải trọng tiêu chuẩn gây ra

R c cường độ của đất dưới đáy móng

S độ lún tuyệt đối của đất dưới tác dụng của tải trọng tiêu chuẩn

S gh độ lún giới hạn của móng do tiêu chuẩn thiết kế nền móng quy định

gh gh

Trang 7

 Áp lực duới đáy móng đúng tâm:

 Sức chịu tải của nền đất phụ thuộc

 Kích thước thân móng và lượng cốt thép đặt trong móng

được xác định từ điều kiện cường độ của móng dưới tác

dụng của tải trọng tính toán Được xác định điều kiện chống

xuyên thủng

Rbt cường độ chịu kéo tính toán của

bêtông

h0 chiều cao làm việc của móng

btb giá trị trung bình của chu vi tháp

xuyên thủng phiá trên và dưới

P lực đâm thủng tính toán

0

bt tb

P  R b h

Trang 8

 P lực đâm thủng tính toán

Fđt diện tích đáy của tháp đâm thủng

pđ áp lực dưới đế móng do tải trọng tính toán gây ra

 Ở đây cho phép bỏ qua trọng lượng đất và móng nằm phía

trên tháp đâm thủng.

đ

đtp F N

N

p 

5.2.3 Tính cốt thép đáy móng

 Dưới áp lực của đất từ dưới lên, đáy móng bị kéo theo 2

phương, xem móng làm việc như những bản console bị

ngàm vào chân cột và ở tiết diện giật cấp

 Xác định moment uốn

 Diện tích cốt thép theo phương cạnh a sẽ được tính như

 2 1 2

2 1

125 , 0

a a b p M

h a b p M

Trang 9

5.2.4 Móng đơn chịu nén lệch tâm

 Kích thước đế móng và độ sâu chôn móng cũng được xác

định từ điều kiện cường độ và biến dạng của đất nền giống

như đối với cấu kiện chịu nén đúng tâm.

5.2.4.1 Kích thước móng và chiều sâu chôn móng

 Khi chịu tải trọng lệch tâm, cạnh

dài của móng nằm theo phương

tác dụng của moment và biểu đồ

phản lực dưới đế móng được

xem như phân bố hình thang

hoặc hình tam giác

 Khi chịu tải trọng lệch

Trang 10

 Gọi G là trọng tâm đáy móng, quy đổi các giá trị nội lực về G

Trong đó: d là khoảng cách từ trục cột đến trọng tâm đáy móng

c

M M Q h N d M

e N

6 6

R

pmax  1 , 2

c c

c tc

R p

p

Trang 11

5.2.4 Móng đơn chịu nén lệch tâm

 Xác định chiều cao móng và diện tích cốt thép cũng giống

như móng đúng tâm, với áp lực đáy móng trung bình được

p p

ptb  

2

min max p p

 Để tiết kiệm thép, khi cạnh móng lớn hơn 3m cho thép 1

nửa số thanh được cắt ngắn đi 20%.

Trang 12

5.3.1 Khái niệm chung và phương pháp tính

 Thường gặp cho nhà ít tầng, khẩu độ (nhịp) không lớn

 Phương cạnh dài của móng băng sẽ đặt theo phương

khung chính (phương ngang có moment uốn lớn), hoặc bố

trí đồng thời theo cả 2 phương ngang và dọc, lúc này gọi là

Trang 13

5.3 TÍNH MÓNG BĂNG

 Dầm móng băng làm việc như dầm

liên tục, chịu tải trọng là phản lực của

đất nền Tiết diện ngang vài vị trí có

thể tính như với dầm tiết diện chữ T.

Cách móng băng làm việc như bản

console ngàm vào sườn và chịu uốn

theo phương ngang.

 Móng băng dưới cột thường bố trí

đoạn sườn console kéo dài ở 2 đầu,

và chiều dài đoạn này được xác định

sao cho moment console không lớn

moment trong các nhịp và gối giữa.

5.3.2 Phân loại móng cứng và móng mềm

 Móng btct luôn có độ cứng là hữu hạn  móng có thể bị

biến dạng  áp lực dưới đáy móng có dạng phi tuyến

 Tính toán luôn xem áp lực đất là tuyến tính, muốn vậy

móng phải có độ cứng lớn hay chiều cao lớn.

 Theo cơ học đất:

o T > 10: móng cứng

o T < 10: móng mềm

3 0

10

2

b

E L T

Trang 14

 Theo thực hành:

o L 0 ≤ 2h: móng cứng, áp lực đất phân bố tuyến tính.

o L 0 > 2h: móng mềm, áp lực đất phân bố phi tuyến.

 Theo tài liệu khác: Cho phép xem móng là cứng khi thỏa

o E b J là độ cứng của tiết diện ngang của móng

o k đ là hệ số nền

o m 0 là hệ số nở hông của nền đất (0,02)

 Vậy trước tiên giả thiết trước điều kiện về L thỏa, sau đó xác định b

và h, sau cùng kiểm tra

4

5 1

đ

b

bk

J E

L 

3

4 0

128.0

J E

bE k

b đ

o Chiều cao dầm móng hd = (1/8 : 1/10) Ltb khoảng

cách trung bình giữa các cột, hoặc hd= (2 : 2,5) bd

 Chiều cao cánh móng

1, 4 c

bv bt

R b

R

Trang 15

 Xem móng như một dầm liên tục chịu phản lực của đất

nền, các gối tựa là các cột giống như dầm lật ngược.

Quy đổi các lực từ chân cột về trọng tâm đáy móng

yilà khoảng cách từ tâm đáy móng đến lực dọc thứ i

M e N

 Chọn kích thước đáy móng: chiều dài a và bề rộng móng

b Tiến hành kiểm tra điều kiện pmax≤ 1,2 Rc Tùy theo độ

6

c c

Trang 16

tiết diện chữ nhật ở gối (cánh

chịu kéo) Cốt dọc đặt trong

phạm vi bề rộng sườn 70% Asvà

trong cánh 30% As

5.3.4.1 Tính dầm móng

Trang 17

Cốt đai và cốt xiên tính

toán từ lực cắt tại các

gối và đảm bảo điều

kiện cường độ trên tiết

diện nghiêng Cốt đai:

tính toán từ điều kiện

Trang 18

Việc tính toán móng bè một cách tương đối

chính xác là tiến hành theo lý thuyết tính bản

trên nền đàn hồi có kể đến độ cứng chống uốn

của kết cấu móng.

Cũng có thể tính một cách đơn giản là xem áp

lực dưới đáy móng là phân bố đều rồi tính

móng bè như sàn lật ngược, phương pháp này

chỉ phù hợp với móng có độ cứng lớn và lực tại

các chân cột là không chênh lệch nhiều.

Trang 20

5.5 TÍNH MÓNG CỌC

5.5.2 Kiểm tra sức chịu tải theo vật liệu làm cọc

 Cọc làm việc như một thanh chịu nén đúng tâm, lệch tâm

hoặc chịu kéo (khi bị nhổ cọc) Sức chịu tải cực hạn của

cọc bê tông cốt thép xác định theo công thức thanh chịu

nén có xét đến uốn dọc:

Ab diện tích tiết diện ngang cọc bê tông (mm2)

Rbcường độ tính toán của bê tông khi nén mẫu hình

Trang 21

5.5 TÍNH MÓNG CỌC

  - hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh,

tính  theo công thức thực nghiệm

 = 1.028 – 0.00002882– 0.0016

ovới  - độ mảnh của cọc,  =

o r : bán kính của cọc tròn hoặc cạnh của cọc vuông

o lo= L : chiều dài tính toán của cọc, (m)

o L – chiều dài thực của cọc và  là hệ số phụ thuộc vào liên kết

hai đầu cọc, (m)

Khi hạ cọc: Sơ đồ làm việc của cọc là thanh một đầu ngàm và một đầu tự

do nên  = 2.

Khi cọc làm việc trong đất: Lấy = 1 - 2 tuỳ thuộc vào cọc xuyên qua các

tầng đất yếu như :than bùn, bùn, sét yếu Nếu cọc đi qua các lớp cát, có thể

xem cọc không bị uốn dọc

 Do cọc nhồi được thi công đổ bêtông tại chỗ vào các hố khoan, hố

đào sẵn sau khi đã đặt lượng cốt thép cần thiết vào hố khoan Việc

kiểm soát chất lượng bêtông khó khăn, nên sức chịu tải cọc nhồi

được tính như sau

Rbn cường độ tính toán của bêtông cọc nhồi (MPa)

khi đổ bêtông dưới nước hoặc dưới bùn khi đổ bêtông trong hố khoan khô

Ab diện tích tiết diện ngang cọc bê tông (mm2)

Rsn cưòng độ tính toán của cốt thép, f < 28mm thì

Asdiện tích tiết diện ngang của cốt thép dọc (mm2)

R

R   MPa

74

b bn

R

Trang 22

Add your company slogan

43

BTCT2 - Chương 5 Kết cấu móng BTCT

Trang 27

Loại bê tông B1 B1,5 B2 B2,5 B3,5 B5 B7,5 B10 B12,5 B15 B20 B25 B30 B35 B40 B45 B50 B55 B60

Trang 28

Loại bê tông B1 B1,5 B2 B2,5 B3,5 B5 B7,5 B10 B12,5 B15 B20 B25 B30 B35 B40 B45 B50 B55 B60

1 Phân loại bê tông hạt nhỏ theo nhóm xem điều 5.1.1.3

2 Ký hiệu M để chỉ mác bê tông theo quy định trước đây Tương quan giữa các giá trị cấp độ bền của bê tông và mác bê tông cho trong Bảng A.1 và A.2, Phụ lục A trong tiêu chuẩn này

3 Đối với bê tông nhẹ, bê tông tổ ong, bê tông rỗng có khối lượng riêng trung bình trong các khoảng giữa, lấy Eb theo nội suy tuyến tính Đối với bê tông tổ ong không chưng

áp thì giá trị Eb lấy như đối với bê tông chưng áp, sau đó nhân thêm với hệ số 0,8

4 Đối với bê tông tự ứng suất, giá trị Eb lấy như đối với bê tông nặng, sau đó nhân thêm với hệ số  = 0,56 + 0,006B, với B là cấp độ bền chịu nén của bê tông

Trang 29

Hệ số điều kiện làm việc

của bêtông γb2

Nhóm cốt thép chịu kéo Ký hiệu

Cấp độ bền chịu nén của bêtông

0.9

CIII, A-III (Ø10-40) và Bp-I (4,5)

Trang 30

Trạng thái Loại bê tông B1 B1,5 B2 B2,5 B3,5 B5 B7,5 B10 B12,5 B15 B20 B25 B30 B35 B40 B45 B50 B55 B60

M50 M75 M100 M150 M150 M200 M250 M350 M400 M450 M500 M600 M700 M700 M800 Nén dọc

1 Nhóm bê tông hạt nhỏ xem điều 5.1.1.3

3 Các giá trị cường độ của bê tông tổ ong trong bảng ứng với bê tông tổ ong có độ ẩm là 10%

Trang 31

Trạng

thái Loại bê tông

Cấp độ bền chịu nén của bê tông

M50 M75 M100 M150 M150 M200 M250 M350 M400 M450 M500 M600 M700 M700 M800 Nén dọc trục

Bê tông nhẹ

Ghi chú:

1 Nhóm bê tông hạt nhỏ xem điều 5.1.1.3

3 Các giá trị cường độ của bê tông tổ ong trong bảng ứng với bê tông tổ ong có độ ẩm là 10%

4 Đối với bê tông Keramzit – Perlit có cốt liệu bằng cát Perlit, giá trị Rbtn và Rbt , ser được lấy bằng giá trị của bê tông nhẹ có cốt liệu cát hạt xốp nhân với 0,85

5 Đối với bê tông rỗng, giá trị Rbn và Rb , ser được lấy như đối với bê tông nhẹ; còn giá trị Rbtn, Rbt , ser nhân thêm với 0,7

Trang 32

Trạng

Cấp độ bền chịu kéo và mác tương ứng

của bê tông

Bt0,8 Bt1,2 Bt1,6 Bt2,0 Bt2,4 Bt2,8 Bt3,2 K10 K15 K20 K25 K30 K35 K40 Kéo dọc

trục

Bê tông nặng, bê tông tự ứng suất, bê

GHI CHú: Ký hiệu K để chỉ mác bê tông theo cường độ chịu kéo trước đây

Bảng 15 – Hệ số điều kiện làm việc của bê tông bi

Các yếu tố cần kể đến hệ số điều kiện làm việc của bê tông

Hệ số điều kiện làm việc của bê tông

a) Khi kể đến tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn

và tạm thời ngắn hạn, ngoại trừ tải trọng tác dụng ngắn hạn mà

tổng thời gian tác dụng của chúng trong thời gian sử dụng nhỏ

(ví dụ: tải trọng do cầu trục, tải trọng do thiết bị băng tải; tải

trọng gió; tải trọng xuất hiện trong quá trình sản xuất, vận

chuyển và lắp dựng, v.v ); cũng như khi kể đến tải trọng đặc

biệt gây biến dạng lún không đều, v.v

– đối với bê tông nặng, bê tông hạt nhỏ, bê tông nhẹ đóng rắn

tự nhiên và bê tông được dưỡng hộ nhiệt trong điều kiện môi

trường:

+ đảm bảo cho bê tông được tiếp tục tăng cường độ theo

thời gian (ví dụ: môi trường nước, đất ẩm hoặc không khí

+ không đảm bảo cho bê tông được tiếp tục tăng cường độ

– đối với bê tông tổ ong, bê tông rỗng không phụ thuộc vào điều

b) Khi kể đến tải trọng tạm thời ngắn hạn (tác dụng ngắn hạn)

trong tổ hợp đang xét hay tải trọng đặc biệt * không nêu trong

Trang 33

Bảng 15 – Hệ số điều kiện làm việc của bê tông bi (kết thúc)

Các yếu tố cần kể đến hệ số điều kiện làm việc của bê tông

Hệ số điều kiện làm việc của bê tông

9 Độ ẩm của bê tông tổ ong

10 Bê tông đổ chèn mối nối cấu kiện lắp ghép khi chiều rộng mối nối

* Khi đưa thêm hệ số điều kiện làm việc bổ sung trong trường hợp kể đến tải trọng đặc biệt theo chỉ dẫn của tiêu chuẩn tương ứng (ví dụ: khi kể đến tải trọng động đất) thì lấy b2 1;

CHÚ THÍCH: 1 Hệ số điều kiện làm việc:

+ lấy theo mục 1, 2, 7, 9: cần được kể đến khi xác định cường độ tính toán Rb và Rbt;

+ lấy theo mục 4: cần được kể đến khi xác định cường độ tính toán Rbt , ser;

+ còn theo các mục khác: chỉ kể đến khi xác định Rb

2 Đối với kết cấu chịu tác dụng của tải trọng lặp, hệ số  2 được kể đến khi tính toán theo độ bền, còn  1 khi tính toán theo độ bền mỏi và theo điều kiện hình thành vết nứt

Trang 34

Nhóm thép thanh Giá trị Rsn và Rs,ser, MPa

CIII, A-III có đường

Trang 35

theo các trạng thái giới hạn thứ nhất

Nhóm thép thanh

Cường độ chịu kéo, MPa

Cường độ chịu nén

scR

cốt thép dọc

sR

cốt thép ngang (cốt thép đai, cốt thép xiên) Rsw

Trang 36

làm việc của cốt thép cốt thép thép Ký hiệu Giá trị

1 Cốt thép chịu lực cắt Cốt thép ngang Tất cả các

nhóm cốt thép

Tất cả các nhóm cốt thép

CI, A-I, CII, A-II, CIII, A-III, CIV, A-IV; A-V

4

s

5 Đoạn truyền ứng

suất đối với cốt thép

không neo và đoạn neo

cốt thép không căng

Cốt thép dọc căng

cao làm việc trong điều

kiện ứng suất lớn hơn

giới hạn chảy quy ước

Cốt thép dọc chịu kéo

8

s

scR B

9 Lớp bảo vệ cốt thép

trong cấu kiện làm từ bê

tông tổ ong

Cốt thép dọc chịu nén

Trang 37

GHI CHÚ:

1

max , s

min , s s

M

M ,

max

min s

Trang 38

Bảng 25 – Hệ số điều kiện làm việc của cốt thép s4

Nhóm cốt

thép

Nhóm liên kết hàn

Khi kết cấu chịu tải trọng lặp với hệ số không đối xứng

của chu kỳ sbằng

1 Các nhóm của liên kết hàn nêu trong bảng này bao gồm:

+ Nhóm 1 – liên kết hàn đối đầu các thanh thép (A-II, CII, A-III, CIII, A-IV, CIV, A-V) có đường kính giống nhau, có gia công cơ khí trước hoặc sau khi hàn;

+ Nhóm 2 – liên kết hai thanh thép giao nhau hình chữ thập bằng mối hàn tiếp xúc; liên kết hàn đối đầu của 2 thanh thép (A-I, CI, A-II, CII, A-III, CIII) có cùng đường kính và được vát đầu;

+ Nhóm 3 – liên kết hàn 3 thanh thép (A-IIIC) chồng nhau (3 lớp) kiểu chữ thập bằng mối hàn tiếp xúc; liên kết hàn đối đầu của hai thanh thép (A-III, CIII) ghép sát nhau; liên kết hàn đối đầu của hai thanh thép có máng thép; liên kết hàn hai thanh thép (A-I, CI, A-II, CII, A-III, CIII, A-IV, CIV, A-V) bằng hai đoạn thanh thép nối với đường hàn trên toàn bộ đoạn thép nối; liên kết hàn chữ T của thanh thép và bản thép bằng mối hàn tiếp xúc;

+ Nhóm 4 – liên kết hàn chồng thanh thép (A-I, CI, A-II, CII, A-III, CIII) và bản thép bằng mối

Tiêu đề	Móng bêtông cốt thép
Tác giả	ThS. Bùi Nam Phương
Trường học	ĐH Giao thông vận tải
Chuyên ngành	Kỹ thuật xây dựng
Thể loại	bài giảng
Thành phố	Tp. HCM

Định dạng
Số trang	56
Dung lượng	6,43 MB