ĐỒ ÁN NỀN MÓNG, tài liệu mẫu tham khảo giúp sinh viên xây dựng thực hiện Đồ án môn học Nền móng với đầy đủ các nội dung cần thiết để phục vụ tham khảo làm Đồ án. Chương 1: Số liệu địa chất. Xác định tải trọng, đánh giá số liệu, mặt cắt địa chất.Chương 2: Thiết kế Móng đơn. Sơ bộ kích thước, tính toán kiểm tra, tính và bố trí thép.Chương 3: Thiết kế móng cọc. Sơ bộ kích thước, tính toán kiểm tra, tính và bố trí thép.Chương 4: Thiết kế móng kép. Tương tự...
SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT
Xác định tải trọng tại cổ cột
Hệ số vượt tải tại chân cột n: 1.1÷1.15, lấy n=1.15
Tải trọng tính toán= Tải trọng tiêu chuẩn*Hệ số vượt tải
Tải trọng N (kN) M x (kN.m) M y (kN.m) H x (kN) H y (kN)
Tải trọng N (kN) M x (kN.m) M y (kN.m) H x (kN) H y (kN)
Đánh giá số liệu địa chất công trình
Các chỉ tiêu cơ lý của đất nền được xác định theo số liệu đề bài: Hồ sơ địa chất 3
Mực nước ngầm cách mặt đất 1.8m
Bảng 1.2.1 Chỉ tiêu cơ lý của đất nền
Tên và trạng thái lớp đất
Xác định tên và trạng thái đất theo các công thức sau:
• Chỉ số dẻo: Ip= WL(%) – Wp(%)
W: Độ ẩm tự nhiên của đất (%)
WL: Độ ẩm của đất ở giới hạn chảy (%)
WP: Độ ẩm của đất ở giới hạn dẻo (%)
MSSV: Trang 5 với Ip, IL Tra bảng 6 (trang 10) và bảng 7 (trang 11) Tiêu chuẩn TCVN 9362:2012 về thiết kế nền nhà và công trình
0.5 < IL= 0,582 < 0.75 Trạng thái dẻo mềm
0.25 < IL= 0.265 < 0.5 Trạng thái dẻo cứng
0.25 < IL= 0.316 < 0.5 Trạng thái dẻo cứng
Bảng 2.2 xác định tên và trạng thái lớp đất
Tên lớp đất Trạng thái
Mặt cắt địa chất
Sét pha-Dẻo mềm: .6 kN/m 3 , ’.2 kN/m 3 , c kPa, =8, E0b78 kPa
Sét-Dẻo cứng: 1 kN/m 3 , ’.6 kN/m 3 , c( kPa, , E0G91 kPa
(kPa)16 Sét pha-Dẻo mềm: 4 kN/m 3 , ’.7 kN/m 3 , c$ kPa, , E0a50 kPa
Cát pha-Dẻo: .8 kN/m 3 , ’.5kN/m 3 , c.4 kPa, , E0v20 kPa
Cát hạt vừa: .7 kN/m 3 , ’.5 kN/m 3 , c=3.8 kPa, ), E0250 kPa
THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN
Tải trọng và vật liệu
a) Tải trọng: Đặc điểm công trình: Khung BTCT L= 60m, H= 7.2m
Bảng 2.1 Tải trọng tại chân cột
Tải trọng N (kN) M x (kN.m) M y (kN.m) H x (kN) H y (kN)
- Bê tông móng: Cấp độ bền B20, Rb = 11.5 MPa, Rbt = 0.9 MPa, γb = 1
- Bê tông lót: Cấp độ bền B7.5, Rb = 4.5 MPa, Rbt = 0.48 MPa, γb = 1
- Thép ≤ 10mm, AI, Rs = Rsc = 225 MPa, Rsw = 175 MPa
- Thép > 10mm, AII, Rs = Rsc = 280 MPa, Rsw = 225 MPa
Sơ bộ kích thước cột
Công thức xác định sơ bộ kích thước cột:
Fc: Tiết diện sơ bộ của cột (m 2 )
N tt : Lực dọc tính toán tại chân cột (kN)
Cường độ chịu nén tính toán của bê tông được tính bằng đơn vị kPa, với hệ số điều kiện làm việc γb bằng 1 Hệ số β, dùng để tính đến momen và lực ngang tại chân cột, có giá trị từ 1.1 đến 1.4.
Tỉ số chiều cao và bề rộng cột: β×Ntt 1.2×658 2
= = Chiều cao cột: hc = bc = 1.2*0.24 = 0.288m Chọn bc= 0.25m, hc= 0.3m => Fc= 0.075m 2
Sơ bộ kích thước móng
Chọn chiều sâu chôn móng: Df= 1.5m
Sức chịu tải của đất nền theo TCVN 9362:2012
II m II f II II II o tc m ×m '
Hệ số điều kiện làm việc của đất nền (m1) và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình tương tác với đất nền (m2) là hai yếu tố quan trọng trong việc đánh giá sự ổn định và khả năng chịu lực của công trình xây dựng.
Tỉ số chiều dài và chiều cao công trình:
Lớp đất dưới đáy móng là lớp 2, đất sét có IL = 0.265 < 0.5
= ktc: Là hệ số tin cậy
Giả sử các đặc trưng tính toán lấy trực tiếp từ các thí nghiệm k tc =1
A, B, D: các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào trị tính toán của góc ma sát trong
Bm: Bề rộng của đáy móng (m)
Df: Chiều sâu đặt móng so với cốt quy định bị bạt đi hoặc đắp thêm (m)
II:Trọng lượng riêng của đất nằm trên độ sâu đặt móng (kN/m 3 )
Trọng lượng riêng của đất dưới đáy móng là 20.1 kN/m³, trong khi lực dính đơn vị của đất trực tiếp dưới đáy móng là 18 kPa Chiều sâu đến nền tầng hầm (ho) được xác định là 0 m nếu không có tầng hầm.
Gỉa thiết bề rộng móng: Bm= 1m
= + + Dựa vào điều kiện: tc tc tb tb f II m
Trong đó: tc ptb: Áp lực tiêu chuẩn trung bình tác dụng lên đáy móng (kPa)
: Lực dọc tiêu chuẩn tác dụng lên đáy móng (kN)
Fm: Diện tích đáy móng (m 2 ) γtb: Trọng lượng riêng trung bình của đất và bê tông (kN/m 3 )
= Độ lệch tâm: tt tt
Kiểm tra ổn định đất nền
Tính sức chịu tải của đất nền với Bm= 2m:
= + + Chọn chiều cao chôn móng hm= 0.5m
Moment tiêu chuẩn tác dụng lên đáy móng theo phương x: tt tt tc x y x m
= + = + Moment tiêu chuẩn tác dụng lên đáy móng theo phương y: tt tt y y tc y m
= + = + Áp lực tiêu chuẩn trung bình tác dụng lên đáy móng: tc tc tb tb f m
= + = + Áp lực tiêu chuẩn lớn nhất và nhỏ nhất tác dụng lên đáy móng: tc tc tc tc y x max,min tb 2 2 2 2 m m m m
❖ Kiểm tra điều kiện ổn định: tc tb II tc max II tc min
=> tc tb II tc max II tc min
Thỏa điều kiện ổn định
❖ Kiểm tra điều kiện kinh tế: tc
Thỏa điều kiện kinh tế
Vậy chọn B m × L m = 2m × 2.4m là hợp lý
Hình 2.2 Kích thước móng lệch tâm 2 phương
Tính độ lún của móng
Hình 2.3 Biểu đồ quan hệ giữa ứng suất bản thân và ứng suất gây lún Áp lực gây lún: tc ' gl tb II f
Tỉ lệ chiều dài và bề rộng móng:
B = 2 = 1.2 Chọn chiều dày lớp phân tố hi: i m h = 0.4B = 0.4 2 = 0.8 m
Công thức tính lún: n i i gl i 1 i
: Hệ số không thứ nguyên, trong TCVN 9362-2012, quy phạm quy định lấy = 0.8
Mô đun đàn hồi của lớp đất ở phân tố thứ i được ký hiệu là Ei, đơn vị tính là kPa Chiều dày của lớp phân tố thứ i được ký hiệu là hi, tính bằng mét Ứng suất gây lún trung bình của lớp phân tố thứ i được ký hiệu là Δσi gl, cũng có đơn vị là kPa.
Bảng 2.2 Tính lún cho đất nền
Dừng tính lún ở phân lớp thứ 5 vì:
= = ( bt 5 glKhi đất nền có E ≥ 5 MPa)
❖ Kiểm tra điều kiện gây lún:
Thỏa điều kiện tính lún
Kiểm tra điều kiện xuyên thủng
Chiều cao móng đã chọn: hm= 0.55m
Chiều cao làm việc của móng: ho= hm - a= 0.55 – 0.05= 0.5m
Hình 2.4 Kiểm tra xuyên thủng
Lực tính toán tại 1 điểm bất kỳ dưới đáy móng: tt tt tt y i tt x i i m x y
Trong đó: xi, yi: Tọa độ của 1 điểm bất kì tính từ tâm đáy móng (m) tt
: Tổng momen tính toán quay quanh trục y tại trọng tâm đáy đài (kNm) tt tt tt y y x m
M : Momen tính toán tại chân cột quay quanh trục y tại trọng tâm đáy đài (kNm) y tt
H : Lực ngang tính toán tại chân cột theo phương trục x (kN) x tt
: Tổng momen tính toán quay quanh trục x (kNm) tt tt tt x x y m
M : Momen tính toán tại chân cột quay quanh trục x tại trọng tâm đáy đài (kNm) x tt
H : Lực ngang tính toán tại chân cột theo phương trục y (kN) y
Ix: Momen quán tính đối với trục x (m 4 )
= = Iy: Momen quán tính đối với trục y (m 4 )
Bảng 2.3 Áp lực tính toán tại các điểm dưới đáy móng Điểm x (m) y (m) p tt (kPa)
Lực xuyên thủng: tt xt tb xt
Trong đó: tt ptb: Áp lực tính toán trung bình tại diện tích xuyên thủng (kPa) tt tt tt tt tt B C C' B' tb
= = Sxt: Diện tích xuyên thủng (m 2 )
= Lực chống xuyên: cx bt cx
Rbt: Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông, đối với móng là cường độ chịu cắt tính toán (kPa)
Scx: Diện tích chống xuyên thủng (m 2 )
= ❖ Kiểm tra chống xuyên thủng: xt cx
Chọn ho= 0.5m là hợp lý
Tính toán và bố trí cốt thép
Hình 2.5 Mặt cắt tính cốt thép
Sơ đồ tính: Xem như bản dầm console bị ngàm tại mép cột
Hình 2.6 Sơ đồ tính nội lực trong móng theo phương L m
Giả sử dùng thép 20 theo phương Lm nằm dưới: a= 40 10+ = 50 mm Lực mô-men tác dụng lên bản dầm console bị ngàm tại mặt cắt I-I:
L1: Khoảng cách từ mép cột đến mép đài theo phương x: m c
Pmax : Áp lực tính toán lớn nhất tác dụng lên đáy móng theo phương x: tt tt tt tt B C max BC
P min : Áp lực tính toán nhỏ nhất tác dụng lên đáy móng theo phương x: tt tt tt tt A D min AD
P1 : Áp lực tính toán tại mép cột theo phương x: tt tt tt max min
(Tính cốt thép với bài toan cốt đơn)
Số lượng thanh thép bố trí:
Khoảng cách giữa các thanh thép:
= = Giới hạn hàm lượng cốt thép: min 0.05%
Sơ đồ tính: Xem như bản dầm console bị ngâm tại mép cột
Hình 2.7 Sơ đồ tính nội lực trong móng theo phương B m
Giả sử cả hai trường hợp đều dùng thép 12 , thép theo phương Bm nằm trên thép phương
Lm : a = 40 + 12 + 6 = 58 mm Chiều cao làm việc: ho = hm - a = 550-58 = 492 mm Lực mô-men tác dụng lên bản dầm console bị ngàm tại mặt cắt II-II:
L2 : Khoảng cách từ mép cột đến mép đài theo phương y: m c
Pmax : Áp lực tính toán lớn nhất tác dụng lên đáy móng theo phương y: tt tt tt tt A B max AB
Pmin : Áp lực tính toán nhỏ nhất tác dụng lên đáy móng theo phương y: tt tt tt tt C D min CD
P2 : Áp lực tính toán tại mép cột theo phương y: tt tt tt max min
(Tính cốt thép với bài toán cốt đơn)
Số lượng thanh thép bố trí:
Khoảng cách giữa các thanh thép: m 2
= = Giới hạn hàm lượng cốt thép: min 0.05%
Tính thép cột
Bố trí cốt thép cột 4 20 đối xứng mỗi bên 2-2
A = A = 628 mm Hàm lượng cốt thép: s c o
❖ Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
0.5% = 2%3.5%Thỏa Chiều dài neo cốt thép vào đài: s an an an b b l ( R )d
an an l > d an min l > l Trong đó: d: Đường kính cốt thép an an an min ω , Δλ , λ , l :Là các hệ số tra trong bảng 36 TCVN 5574:2012
Ta có: ω = 0.5, Δλ = 8, λ = 12, l an an an min = 250mm an an an l 0.5280 8 20 403.478mm
THIẾT KẾ MÓNG CỌC
Tải trọng và vật liệu
a) Tải trọng: Công trình có L= 40m, H= 36m
Bảng 3.1 Tải trọng tại chân cột
Tải trọng N (kN) M x (kN.m) M y (kN.m) H x (kN) H y (kN)
- Bê tông móng cọc: Cấp độ bền B25, Rb = 14.5 MPa, Rbt = 1.05 MPa, γb = 1
- Bê tông lót: Cấp độ bền B7.5, Rb = 4.5 MPa, Rbt = 0.48 MPa, γb = 1
- Thép ≤ 10mm, AI, Rs = Rsc = 225 MPa, Rsw = 175 MPa
- Thép > 10mm, AII, Rs = Rsc = 280 MPa, Rsw = 225 MPa
Xác định sơ bộ kích thước cột
Xác định sơ bộ kích thước cột theo công thức: tt 2 c 3 b b
: Hệ số tính đến moment, lực ngang tại chân cột, =1.1÷1.4
N : Lực dọc tính toán tại chân cột, (kN) tt
R : Cường độ chịu nén tín toán của bê tông, (MPa) b
b: Hệ số điều kiện làm việc của bê tông, b = 1
Tỉ số chiều cao và bề rộng cột:
Chọn chiều sâu đặt đài móng
Giả sử đáy móng nằm ở lớp đất 1 và Bm= Lm = 1m f f ,min min
= = min min1 min 2 h =max(h , h )=max(2.777, 2.323)=2.777m f ,min min
Xác định sơ bộ kích thước của hệ cọc dưới đài móng
Tiết diện cọc là: 350 × 350 mm Cọc dài 20m, chia làm 2 đoạn cọc, mỗi đoạn dài 10m Bố trí 4∅20 Đoạn cọc ngàm vào đài ≥ 35∅ = 35×20 = 700mm Đoạn đập đầu cọc: 700 – 100= 600mm
Chiều dài cọc làm việc: 20 – 0.7 = 19.3m
Kiểm tra cẩu cọc và dựng cọc
Bố trí 2 móc cẩu ở 2 đầu cọc, cách 2 đầu cọc 1 đoạn:
0.207L=0.207 10 =2.07m Trọng lượng bản thân cọc, có xét đến hệ số động khi cẩu lắp: tt 2 d bt p q = k A =1.5 25 0.35 =4.594 kN / m Trong đó:
Kd: Hệ số xung kích
Kd= 1.5 ( Khi tính theo cường độ)
Kd= 1.25 (Khi tính hình thành và mở rộng của vết nứt) γb: Trọng lượng riêng bê tông (kN/m 3 )
Ap: Diện tích mặt cắt ngang cọc (m 2 )
Hình 3.2 Biểu đồ moment khi cẩu cọc
Moment lớn nhất khi cẩu cọc: tt 2 2
Hình 3.3 Biểu đồ moment khi dựng cọc
Moment lớn nhất khi dựng cọc: tt 2 2
M2 =0.043q L =0.043 4.594 10 754 kNm Tính thép trong cọc:
Tính thép cho móc cẩu
Lực kéo trong móc cẩu khi cẩu cọc: tt cau q L 4.594 10
= = Lực kéo trong móc cẩu khi dựng cọc: tt
Qdung =q L=4.594 10 E.94 kN Diện tích cốt thép cho móc cẩu:
A A A Đạt Chiều dài đoạn neo cốt thép móc cẩu:
MSSV: Trang 35 s an an an b b l R d
= + an an l = d Trong đó: d: Đường kính cốt thép an , an , an , l min
: Là các hệ số tra trong bảng 36 TCVN 5574:2012
Ta có: = an 0.7, = an 11, = an 20, l min %0 mm an an an l 0.7 280 11 16 392.276 mm
Sức chịu tải của cọc
Hình 3.4 Chiều sâu chôn cọc vào lớp đất tốt
❖ Sức chịu tải của cọc theo vật liệu: vl b b b s sc
= = : Hệ số Poisson, = 0.5 (2 đầu ngàm) l: Chiều dài đoạn cọc (m), l= 20m d: Cạnh của cọc vuông (m), d= 0.35m
= b : Hệ số điều kiện làm việc của bê tông, b =1
A : Diện tích tiết diện ngang của bê tông trong cọc (m) b b coc s
= R : Cường độ chịu nén tính toán của bê tông (MPa) b
A : Diện tích tiết diện ngang của cốt thép trong cọc (ms 2 )
Rsc: Cường độ tính toán chịu nén của cốt thép (MPa)
❖ Sức chịu tải của cọc theo đất nền:
▪ Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý:o n c,u1 c p s c cq b b cf i i i 1
c: Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, c = 1
cq: Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc (Tra theo bảng 4 trang 27 TCVN 10304:2014)
cq= 1.1 (Vì mũi cọc ở lớp 5, cát hạt vừa) q : Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc (Tra bảng 2 trang 23 TCVN b
10304:2014) Độ sâu mũi cọc: D f + = +l c 2 19.3!.3 m qp 4904 kPa
A : Diện tích tiết diện ngang mũi cọc (mb 2 )
Ab =0.35 =0.123 m u: Chu vi tiết diện ngang thân cọc (m) u= 4 0.35 1.4 m
cf: Hệ số điều kiện làm việc của đất khi tính toan sức kháng của đất trên thân cọc
cf= 1 (Hạ cọc bằng phương pháp ép, lớp 5: Cát hạt vừa)
Cường độ sức kháng trên thân cọc tại chiều sâu lớp đất trung bình thứ i được xác định theo bảng i trong TCVN 10304:2014 Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i được chia thành các đoạn có kích thước tối đa ≤ 2m.
Bảng 3.2 Sức kháng hông Q s theo chỉ tiêu cơ lí
Lớp đất Độ sâu lớp đất
▪ Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền: n c,u 2 p s p b i i i 1
Trong đó: qp: Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc (kPa),
Công thức tính theo Terzaghi:
N , N , N : Các hệ số chịu tải, phụ thuộc vào góc ma sát trong φ của đất dưới đáy móng c q
= d: Cạnh của cọc vuông (m), d= 0.35m γ: Trọng lượng riêng của đất dưới mũi cọc (kN/m 3 ), γ= 10.5 kN/m 3 c: Lực dính của đất dưới mũi cọc (kPa), c=3.8 kPa
= + + Ab : Diện tích tiết diện ngang cọc (m 2 ), A b =0.35 2 =0.123 m 2 u: Chu vi thân cọc (m), u= 4 0.35 1.4 m f : Cường độ sức kháng trung bình (ma sát đơn vị) của lớp đất thứ i trên thân cọc i
' i ai oi vi ai f =c +k tg( )
Lực dính giữa thân cọc và lớp đất thứ i được xác định bằng c ai = c i, trong đó k là hệ số áp lực ngang của lớp đất thứ i, và oi là áp lực tại lớp đất đó Hệ số k được tính theo công thức k = 1 - sin(φ), với φ là góc ma sát trong của lớp đất thứ i tính theo độ (°).
vi: Ứng suất do trọng lượng bản thân theo phương đứng tại giữa lớp i (kPa)
ai: Góc ma sát trong giữa thân cọc và lớp đất thứ i (°), = ai i
Bảng 3.3 Sức kháng hông Q s theo chỉ tiêu cường độ đất nền
Lớp đất Độ sâu lớp đất
(m) Độ sâu giữa lớp (m) l i (m) c (kPa)
❖ Sức chịu tải cho phép của cọc theo đất nền: a o dn c,k n k
o: Hệ số điều kiện làm việc kể đến yếu tố tăng mức độ đồng nhất của đất nền khi sử dụng móng cọc
o= 1.15 (Đối với móng nhiều cọc)
n: Hệ số tin cậy về tầm quan trọng của công trình
n=1.15 (Đối với công trình cấp II)
k: Hệ số tin cậy theo số cọc trong móng
❖ Sức chịu tải thiết kế của cọc: a a tk vl dn
Q =min(Q ; Q )=min(2057.331; 1014.778)14.778 kN a ep,max tk
MSSV: Trang 43 a ep,min tk
P =(1.5 2)Q =1.5 1014.778 1522.167 kN Trong đó: ep,max
P : Lực ép lớn nhất khi ép cọc (kN) ep,min
P : Lực ép nhỏ nhất khi ép cọc (kN) Điều kiện: Q vl P ep,max P ep,min Q a tk
2057.331 kN2029.556 kN 1522.167 kN 1014.778 kN => Thỏa
Tính toán số lượng cọc và bố trí cọc
❖ Số lượng cọc: tt c a tk n N Q
: Hệ số xét đến moment, lực ngang tại chân cột, trọng lượng đài và đất trên đài,
N : Lực dọc tính toán tại chân cột (kN), tt N tt =4558 kN a
Q : Sức chịu tải thiết kế của cọc (kN) tk c n (1.3 1.5) 4558 5.839 6.737
Khoảng cách giữa 2 tim cọc bằng 3d= 3 0.35 1.05 m
Kích thước đài móng thiết kế: B m L m =2.8 2.5 m
Hình 3.5 Sơ đồ bố trí cọc
❖ Kiểm tra độ sâu đặt móng: Với Bm=2.5m và Lm=2.8m f f ,min min
= = min min1 min 2 h =max(h , h )=max(1.756, 1.388) 1.756 m f ,min min
Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc
Tải trọng tác dụng lên đầu cọc được xác định bằng công thức: tt tt tt y i tt x i i 2 2 c i i
Trong đó: x i , y i : Khoảng cách từ tim cọc thứ i đến trục đi qua trọng tậm các cọc tại mặt phẳng đáy đài (m) tt
: Tổng moment tính toán tại đáy đài quay quanh trục x tại trọng tâm của nhóm cọc (kNm) tt tt tt x x y d
M : Moment tính toán tại chân cột quay quanh trục x (kNm) x tt
H : Lực ngang tính toán tại chân cột theo phương trục y (kN) y tt
: Tổng moment tính toán tại đáy đài quay quanh trục y tại trọng tâm của nhóm cọc (kNm)
MSSV: Trang 46 tt tt tt y y x d
M : Moment tính toán tại chân cột quay quanh trục y (kNm) y tt
H : Lực ngang tính toán tại chân cột theo phương trục x (kN) x
: Tổng lực dọc tính toán tại chân cột (kN) tt tt tt tt dai dat
N : Lực dọc tính toán tại chân cột (kN) tt
Qdai: Trọng lượng bản thân đài (kN) tt dai bt m m d
Qdat: Trọng lượng tính toán của phần đất phía trên đài cọc (kN) tt dat m m f d
Bảng 3.4 Tải trọng tác dụng lên đầu cọc
Ta có: P max tt =P 3 tt 6.5 kN
Trọng lượng bản thân cọc: tt 2 c c c bt
Q =F L n=0.35 19.3 25 1.1 e.017 kN Kiểm tra sức chịu tải của cọc: tt tt max c
P +Q 6.5 65.017+ 01.517 kN tt tt a max c tk tt tt min 4
❖ Cọc làm việc theo nhóm: Điều kiện: Q nho m = n Q c a tk N tt
Trong đó: n1: Số hàng của cọc trong đài, n1= 2 n2: Số cọc trong một hàng, n2= 3 s: Khoảng cách giữa các tim cọc (m),
Kiểm tra ứng suất dưới mũi cọc
❖ Xác định kích thước khối móng quy ước (theo TCVN 205:1998):
Khoảng cách tính từ mép của hai cọc ngoài cùng:
Bề rộng khối móng quy ước: qu tb
= + = + Chiều dài khối móng quy ước:
Hình 3.6 Móng khối quy ước
❖ Tổng tải tác dụng lên đáy khối móng quy ước: tc tc tc tc tc tc dai coc dt dd
Ntc: Là lực dọc tiêu chuẩn tác dụng lên khối móng quy ước (kN), N = 3963.478 kN tc tc
Qdai: Trọng lượng tiêu chuẩn của đài cọc (kN) tc dai bt m m d
Qcoc: Trọng lượng tiêu chuẩn của cọc (kN) tc 2 coc c tb c bt
Q : Trọng lượng tiêu chuẩn của đất phía trên đài cọc nằm trong phạm vi khối móng dt quy ước tc dt 1 qu qu 1 m m 2 qu qu m m
Qdd: Trọng lượng tiêu chuẩn của đất phía dưới đài cọc nằm trong phạm vi khối móng quy ước (kN) tc * dd tb qu qu tb c tb c
tb: Trọng lượng riêng trung bình của đất từ đáy đài đến đáy khối móng quy ước
= + + + + Áp lực tiêu chuẩn trung bình dưới đáy khối móng quy ước: tc tc tb qu qu
= = Áp lực tiêu chuẩn lớn nhất và nhỏ nhất dưới đáy khối móng quy ước: tc tc tc tc y x max,min tb 2 2 qu qu qu qu
: Tổng moment tiêu chuẩn tác dụng lên đáy khối móng quy ước theo phương y
MSSV: Trang 51 tt tt tc y x y d
: Tổng moment tiêu chuẩn tác dụng lên đáy khối móng quy ước theo phương x tt tt tc x y x d
❖ Sức chịu tải của đất nền dưới khối móng quy ước theo TCVN 9362:2012
II qu II m II II tc
Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới đáy khối móng quy ước là m, trong đó m đại diện cho tác động của nhà hoặc công trình lên đất Hệ số này phản ánh sự tương tác giữa công trình và nền đất, ảnh hưởng đến độ ổn định và khả năng chịu tải của móng.
H 6 = Lớp đất dưới đáy khối móng quy ước là lớp 5, cát hạt vừa: m 1.1, m 1.2= k : Hệ số tin cậy tc
Giả sử các đặc trưng tính toán lấy trực tiếp từ các thí nghiệm =>k tc = 1
A, B, C: Các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào trị tính toán của góc ma sát trong dưới đáy khối móng quy ước
II: Trọng lượng riêng trung bình của đất tính từ mặt đất tự nhiên đến đáy khối móng quy ước (kN/m 3 )
II: Trọng lượng riêng trung bình của đất nằm phía dưới đáy khối móng quy ước
c : Lực dính đơn vị của đất nằm trực tiếp dưới đáy khối móng quy ước (kPa) II c II =3.8 kPa
= + + Ta có: 1.2R II =1.2 1995.454 #94.545 kPa Điều kiện kiểm tra: tc tb II tc max II tc min
Ta có: tc tb II tc max II tc min
Tính lún cho khối móng quy ước
Hình 3.7 Biểu đồ quan hệ bản thân và ứng suất gây lún Áp lực gây lún: tc * gl tb m
Tỉ lệ chiều dài và bề rộng của đáy móng khối quy ước: qu qu
Chọn chiều dày lớp phân tố: i qu qu h =(0.4 0.6)B =0.5B =0.5 7.9 4 m Công thức tính lún: n i i gl i 1 i
: Hệ số không thứ nguyên, trong TCVN 9362:2112, quy phạm lấy = 0.8
Mô đun đàn hồi của lớp đất ở phân tố thứ i (Ei) được đo bằng kilopascal (kPa), trong khi chiều dày của lớp phân tố này (hi) được tính bằng mét (m) Ứng suất gây lún trung bình của lớp phân tố thứ i (Δσi gl) cũng được biểu thị bằng kilopascal (kPa).
Dừng tính lún ở phân lớp thứ 1 vì:
= = ( bt 5 gl Khi đất nền có E > 5 MPa)
❖ Kiểm tra điều kiện tính lún:
Kiểm tra điều kiện xuyên thủng của đài
Lực xuyên thủng: kp tt xt i c
S : Diện tích phần cọc không bị phủ bởi tháp chống xuyên (mkp 2 )
S : Diện tích mặt cắt ngang cọc (mc 2 )
= + Lực chống xuyên thủng: cx bt cx
= ❖ Kiểm tra điều kiện: xt cx
Tính toán và bố trí cốt thép
Hình 3.9 Sơ đồ tính nội lực trong đài theo phương L m
Thép theo phương Lm nằm trên và giả sử bố trí thép 25cả 2 phương o đ
= = tt tt tt tt tt tt
M − =max[(P +P )d;(P +P )d]=(P +P )d =(936.5 857.057) 0.7+ 55.49 kNm Trong đó: d: Khoảng cách từ mép cột đến tim cọc đang xét (m),d=0.7 m
Với R tra bảng theo TCVN 5574:2012
(Tính thép với bài toán cốt đơn)
Số lượng thanh thép bố trí:
Khoảng cách giữa các thanh thép: m 1
= = Giới hạn hàm lượng cốt thép: min 0.05%
Hình 3.10 Sơ đồ tính nội lực trong đài theo phương B m
Thép theo phương Bm nằm dưới và giả sử bố trí thép 25 o đ
= = tt tt tt tt tt tt tt tt tt
Trong đó: d: Khoảng cách từ mép cột đến tim cọc đang xét (m), d=0.6 m
Với R tra bảng theo TCVN 5574:2012
(Tính thép với bài toán cốt đơn)
Số lượng thanh thép bố trí:
Khoảng cách giữa các thanh thép: m 2
= = Giới hạn hàm lượng cốt thép:
Tính thép cột
Bố trí cốt thép cột10 20
As 142 mm Hàm lượng cốt thép: s c o
❖ Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
0.5% = 0.8%3.5%Thỏa Chiều dài neo cốt thép vào đài: s an an an b b l ( R )d
an an l > d an min l > lTrong đó:
MSSV: Trang 63 d: Đường kính cốt thép an an an min ω , Δλ , λ , l :Là các hệ số tra trong bảng 36 TCVN 5574:2012
Ta có: ω = 0.5, Δλ = 8, λ = 12, l an an an min = 250mm an an an l 0.5280 8 20 403.78 mm
MÓNG KÉP
Tải trọng và vật liệu
Bảng 4.1 Tải trọng tại chân cột
Bê tông móng có cấp độ bền B20, Rb = 11.5 MPa, Rbt = 0.9 MPa, γb = 1
Bê tông lót có cấp độ bền B7.5, Rb = 4.5 MPa, Rbt = 0.48 MPa, γb = 1
Thép ∅ ≤ 10mm, AI, Rs = Rsc = 225 MPa, Rsw = 175 MPa
Thép ∅ > 10mm, AII, Rs = Rsc = 280 MPa, Rsw = 225 MPa
Xác định sơ bộ kích thước cột
Xác định sơ bộ kích thước cột theo công thức: tt c b b
N : Lực dọc tính toán tại chân cột (kN) tt
R : Cường độ chịu nén tính toán của bê tông (MPa) b γ : Hệ số điều kiện làm việc của bê tông b β : Hệ số tính đến moment, lực ngang tại chân cột, β = 1.1÷1.4
Tỉ số chiều cao và bề rộng cột: c c h 1 2
Tỉ số chiều cao và bề rộng cột: c c h 1 2
Chọn chiều sâu đặt móng
Xác định sơ bộ kích thước móng
Sức chịu tải của đất nền theo TCVN 9362:2012
II m II f II II II o tc m m '
Hệ số điều kiện làm việc của đất nền (m1) và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình tác động qua lại với đất nền (m2) là hai yếu tố quan trọng trong việc đánh giá sự tương tác giữa công trình và nền đất.
Tỉ số chiều dài và chiều cao công trình:
Lớp đất dưới đáy móng là lớp 2, đất sét có IL = 0.265 < 0.5
= ktc: Là hệ số tin cậy
Giả sử các đặc trưng tính toán lấy trực tiếp từ các thí nghiệm k tc =1
A, B, D: các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào trị tính toán của góc ma sát trong II dưới đáy móng
Bm: Bề rộng của đáy móng (m)
Df: Chiều sâu đặt móng so với cốt quy định bị bạt đi hoặc đắp thêm (m)
II:Trọng lượng riêng của đất nằm trên độ sâu đặt móng (kN/m 3 )
II: Trọng lượng riêng của đất nằm phía dưới đáy móng (kN/m 3 ), γ = 20.1 kPa
Lực dính đơn vị của đất dưới đáy móng được xác định là 18 kPa Chiều sâu đến nền tầng hầm được ký hiệu là ho, với giá trị ho = 0 m khi không có tầng hầm.
Giả thiết bề rộng móng: Bm= 1m
= + + Dựa vào điều kiện: tc tc tb tb f II m
Trong đó: tc ptb: Áp lực tiêu chuẩn trung bình tác dụng lên đáy móng (kPa)
: Lực dọc tiêu chuẩn tác dụng lên đáy móng (kN)
Fm: Diện tích đáy móng (m 2 ) γtb: Trọng lượng riêng trung bình của đất và bê tông (kN/m 3 )
Bề rộng dầm móng: d c b b + 2 0.05=0.2 2 0.05+ =0.3 m Chọn chiều cao dầm móng:h d =0.7 m
Hình 4.2 Mặt đứng móng kép
Hình 4.3 Mặt bằng móng kép
Hình 4.4 Mặt cạnh móng kép
Kiểm tra ổn định đất nền
Tính sức chịu tải của đất nền với Bm= 1.1 m
= + + 1.2RII =1.2 194.833 #3.8 kPa Áp lực tiêu chuẩn trung bình tác dụng lên đáy móng: tc tc tb tb f m
= + = + Tổng moment tiêu chuẩn quay quanh trục y: tc tc tc tc tc tc tc y y1 y2 x1 x 2 d 1 2 3
= Áp lực tiêu chuẩn lớn nhất va nhỏ nhất tác dụng lên đáy móng: tc tc tc y max,min tb 2 2 m m
❖ Kiểm tra điều kiện ổn định: tc tb II tc max II tc min
Thỏa điều kiện ổn định
❖ Kiểm tra điều kiện kinh tế: tc
Tính độ lún của móng
Hình 4.5 Biểu đồ quan hệ giữa ứng suất bản thân và ứng suất gây lún Áp lực gây lún: tc * gl tb f
P =P - D 0.22 19.7 1.5 160.67 kPa− Tỉ lệ chiều dài và bề rộng của đáy móng khối quy ước:
B = 1.1 =5.1 Chọn chiều dày lớp phân tố: i qu qu h =(0.4 0.6)B =0.5B =0.5 1.1 =0.55 m Công thức tín lún: n i i gl i 1 i
: Hệ số không thứ nguyên, trong TCVN 9362:2112, quy phạm lấy = 0.8
Mô đun đàn hồi của lớp đất tại phân tố thứ i được ký hiệu là Ei (kPa), trong khi chiều dày của lớp phân tố này được biểu thị bằng hi (m) Ứng suất gây lún trung bình của lớp đất ở phân tố thứ i là Δσi gl (kPa).
Dừng tính lún ở phân lớp thứ 9 vì:
= = ( bt 5 gl Khi đất nền có E > 5 MPa)
❖ Kiểm tra điều kiện tính lún:
Kiểm tra điều kiện xuyên thủng
Chiều cao móng đã chọn: h m =0.3 m
MSSV: Trang 76 Áp lực tính toán trung bình dưới đáy móng: tt tt tb m
= = Lực xuyên thủng: tc xt tb xt
❖ Kiểm tra điều kiện: xt cx
Tính toán và bố trí cốt thép trong móng
= = Sơ đồ tính: Xem như bản console ngàm tại mép dầm
Hình 4.7 Sơ đồ tính nội lực trong móng theo phương B m
Với = R 0.441(Tra bảng theo TCVN 5574:2012)
(Tính cốt thép với bài toán cốt đơn)
Khoảng cách giữa các thanh thép: m 1
= = Giới hạn hàm lượng cốt thép: min 0.05%
= = ❖ Kiểm tra hàm lượng cốt thép: min 0.05% 0.319% max 2.694%
Hình 4.8 Biểu đồ moment trong móng theo phương L m
Tổng moment tính toán quay quanh trục y: tt tt tt tt tt tt tt y y1 y2 x1 x 2 d 1 2 3
= + + + + + Áp lực lớn nhất và nhỏ nhất tác dụng lên đáy móng: tt tt tt y max,min tb 2 2 m m
MSSV: Trang 80 tt max tt min
Áp lực tính toán tại vị trí chân cột 1: tt tt tt tt 1
= + − = + − Áp lực tính toán tại vị trí chân cột 2: tt tt tt tt 1 3
= + = + Moment theo phương cạnh dài:
Thép trong đài theo phương Lmbố trí theo cấu tạo: 14s200mm
❖ Tính thép dọc trong dầm:
Giả sử dùng thép đai10và thép dọc18 od h 700 - 50 -14 -10 -18 617 mm
Với = R 0.441(Tra bảng theo TCVN 5574:2012)
Diện tích cốt thép: b d od s s
A = R Hàm lượng cốt thép: s d od
= b h Giới hạn hàm lượng cốt thép: min 0.05%
= = Bảng 4.3 Tính cốt dọc cho dầm
❖ Tính thép đai trong dầm:
Hình 4.9 Biểu đồ lực cắt trong móng theo phương Lm
Lực cắt trong móng: tt tt tr min 1
Q1 =N - Q = 655 - 246.987 = 408.013 kN tt tt ph max 2
Q1 : Tính cốt đai cho đoạn L1 ph
Q2 : Tính cốt đai cho đoạn L2
Max(Q 1 ph ,Q 2 tr ): Tính cốt đai cho đoạn L3
• Cốt đai bố trí trong khoảng 1/4 nhịp của dầm:
Khoảng cách cốt đai lớn nhất:
Khoảng cách cốt đai theo tính toán:
Khoảng cách cốt đai theo cấu tạo: d ct d s min (h ,150 mm), h 450 mm
Ta có: hd = 700 mm > 450 mm ct s min (700,500 mm) = 233 mm
= 3 Khoảng cách thiết kế của cốt đai: max tt ct s=min (s ,s ,s ) Trong đó:
Rsw : Cường độ chịu kéo tính toán của thép đai, Rsw = 175 MPa n : Số nhánh cốt đai, n = 2
b2 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của loại bê tông, bê tông nặng b2 = 2
f : Hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén trong tiết diện chữ T, chữ nhật
Tiết diện chữ nhật không có cánh chịu nén f = 0
b4 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của loại bê tông, bê tông nặng b4 = 1.5 dsw : Đường kính thép đai (mm), dsw= 10mm
Bảng 4.4 Tính cốt đai dầm móng Đoạn dầm Q (kN) d sw
• Cốt đai trên các đoạn còn lại giữa nhịp khi chiều cao tiết diện lớn hơn 300 mm: d ct s min (3h , 500 mm) = min (525 mm, 500 mm) = 500 mm
• Kiểm tra khả năng chịu ứng suất nén chính của bê tông: gh w1 b1 b b d od
Hệ số b1 được xác định theo công thức: b1 1 Rb 1 0.01 11.5 0.885
= − = − : Hệ số, bê tông nặng, = 0.01
Hệ số w1 xét đến ảnh hưởng của thép đai vuông góc với trục dọc cấu kiện : w1 1 5 w 1.3
Es : Modun đàn hồi của thép khi chịu nén và kéo (MPa)
Eb: Modun đàn hồi của bê tông khi chịu nén và kéo (MPa)
Bảng 4.5 Kiểm tra khả năng chịu lực của cốt đai Đoạn dầm b1 w w1 Q (kN) Q gh (kN) Q < Q gh
Tính thép cột
Bố trí cốt thép cột: 4 20
A =A b8 mm Hàm lượng cốt thép: s c o
❖ Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
0.5% = 2.09%3.5%Thỏa Chiều dài neo cốt thép vào đài: s an an an b b l ( R )d
an an l > d an min l > l Trong đó: d: Đường kính cốt thép an an an min ω , Δλ , λ , l :Là các hệ số tra trong bảng 36 TCVN 5574:2012
Ta có: ω = 0.5, Δλ = 8, λ = 12, l an an an min = 250mm an an an l 0.5280 8 20 403.478 mm
Bố trí cốt thép cột: 4 16
A =A @2 mm Hàm lượng cốt thép: s c o
❖ Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
Chiều dài neo cốt thép vào đài: s an an an b b l ( R )d
an an l > d an min l > l Trong đó: d: Đường kính cốt thép an an an min ω , Δλ , λ , l :Là các hệ số tra trong bảng 36 TCVN 5574:2012
Ta có: ω = 0.5, Δλ = 8, λ = 12, l an an an min = 250mm an an an l 0.5280 8 16 282 mm
