Trọng lượng đất sét yếu 2 trong phạm vi từ cao trình đáy đài đến đáy lớp sét đó có trừ đi phần cọc chiếm chỗ (có kể đến phần đn từ cốt -4,2m trở xuống):
Ntc2 =(65,07 – 2.3,14.0,52).2,5.0,792 = 125,73(T).
-Trọng lượng đất sét pha 3 trong phạm vi chiều dày của lớp sét đó có trừ đi phần cọc chiếm chỗ (có kể đến đn):
Ntc3 = (65,07 – 2.3,14.0,52).7,5.0,9051 = 431,054(T).
-Trọng lượng đất cát pha 4 trong phạm vi chiều dày của lớp cát đó có trừ đi phần cọc chiếm chỗ (có kể đến đn):
Ntc4 = (65,07 – 2.3,14.0,52).6,5.0,9962= 411,182(T).
-Trọng lượng lớp cát bụi 5 trong phạm vi chiều dày của lớp cát đó có trừ đi phần cọc chiếm chỗ (có kể đến đn):
Ntc5 = (65,07 – 2.3,14.0,52).8,0.0,9391 = 477,063(T).
75 trang |
Chia sẻ: baoanh98 | Lượt xem: 783 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Khu chung cư Trung Hòa 11 tầng - Khu N5, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
như cột chịu hai trường hợp tải trọng riêng là Mx, N và My rồi đem cộng kết quả thép tính được là không an toàn cho cả vùng chịu kéo và chịu nén. Khi chịu nén lệch tâm xiên, cánh tay đòn ngẫu lực thường bé hơn so với cánh tay đòn khi cột chịu nén uốn phẳng. Mặt khác nếu cộng cốt thép như vậy thì vùng góc phần tư chéo của cột sẽ tính chịu 2 lần lực dọc N.
Các tài liệu tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên trước đây chủ yếu là phương pháp chọn và bố trí trước cốt thép cho cột sau đó kiểm tra lại nén lệch tâm xiên bằng cách xác định vị trí đường trung hoà của tiết diện cột ở trạng thái giới hạn dựa trên việc xác định ứng suất trong cốt thép vùng chịu nén và chịu kéo. Phương pháp này có nhược điểm là dài dòng, nặng về tính toán và yêu cầu phải có kinh nghiệm chọn trước cốt thép.
Hiện nay, tính cốt thép cho cột chịu nén lệch tâm xiên theo tiêu chuẩn BS 8110-85 của Anh đã được GS. TS Nguyễn Đình Cống chỉnh sửa phù hợp với TCVN - Tài liệu Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép - 2006. Cơ sở tính toán như sau:
1.1. Số liệu tính toán:
- Chiều dài tính toán của cột được xác định theo sơ đồ biến dạng của cột
lo = a . l
+ l: Chiều cao tầng
+ a: tra bảng a = 0,7
- Hàm lượng cốt thép trong cột:
Hàm lượng cốt thép đảm bảo mmin = 0,4% < m < mmax = 6%
- Xuất kết quả chạy nội lực của SAP2000 dưới dạng bảng của EXCEL. Lập bảng tổ hợp nội lực của cột khung K5 tại 2 mặt cắt nguy hiểm nhất.
- Các cặp nội lực được chọn để tính toán cho một tiết diện là:
+ Cặp 1: Mxmin; Mytư; Ntư + Cặp 4: Mymax; Mxtư; Ntư
+ Cặp 2: Mymin; Mxtư; Ntư + Cặp 5: Nmax; Mxtư; Mytư
+ Cặp 3: Mxmax; Mytư; Ntư
-Tiết diện cột là hình vuông, cốt thép bố trí đối xứng và bố trí đều theo chu vi nên các cặp nội lực được chọn để tính toán sẽ là:
+ Có N lớn nhất và Mx, My tương ứng
+ Có Mx lớn nhất và N, My tương ứng
+ Có My lớn nhất và N, Mx tương ứng
+ Có Mx và My đều lớn
+ Có độ lệch tâm hoặc lớn
1.2. Nguyên tắc tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên:
Phương pháp gần đúng dựa trên việc biến đổi trường hợp nén lệch tâm xiên thành nén lệch tâm phẳng tương đương để tính cốt thép.
Xét tiết diện có cạnh Cx, Cy. Điều kiện để áp dụng phương pháp gần đúng là
Tiết diện chịu lực nén N, mômen uốn Mx, My độ lệch tâm ngẫu nhiên eax, eay. Sau khi xét uốn dọc theo 2 phương , tính được hệ số hx, hy. Mômen đã gia tăng Mx1, My1.
Mx1= hx.Mx; My1 = hy. My
Tuỳ theo tương quan giữa giá trị Mx1, My1 với kích thước các cạnh mà đưa về một trong hai mô hình tính toán (theo phương x hoặc theo phương y). Điều kiện và ký hiệu theo bảng sau:
Mô hình
Theo phương x
Theo phương y
Điều kiện
Ký hiệu
h = Cx ; b = Cy
M1 = Mx1 ; M2 = My1
ea = eax + 0,2eay
h = Cy ; b = Cx
M1 = My1 ; M2 = Mx1
ea = eay + 0,2eax
Giả thiết chiều dày lớp đệm a, tính ho = h - a ; Z = h - 2a chuẩn bị các số liệu Rb. Rs, Rsc, xR như đối với trường hợp nén lệch tâm phẳng.
Tiến hành tính toán theo trường hợp đặt cốt thép đối xứng:
Hệ số chuyển đổi mo
- Khi x Ê h0 thì
- Khi x > ho thì mo = 0,4
Tính mômen tương đương ( đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng)
Độ lệch tâm , Với kết cấu siêu tĩnh eo = max (e1, ea)
Tính toán độ mảnh theo hai phương ;
l = max ( lx ; ly)
Cốt thép trong cột được kiểm tra theo các trường hợp phụ thuộc vào độ lệch tâm eo và x1, với:
+ Trường hợp 1: Nén lệch tâm rất bé khi ;
Tính
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm
Khi l Ê14 lấy j = 1; Khi 14< l < 104 lấy j theo
j = 1,028 - 0,0000288l2 - 0,0016l
Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast:
+ Trường hợp 2:
Khi e > 0,30 và đồng thời x1 >xRho tính toán theo trường hợp nén lệch tâm bé
Tính lại x: với
Diện tích toàn bộ cốt thép Ast tính theo công thức
+ Trường hợp 3:
Khi và đồng thời x1 < xRho Tính toán theo trường hợp nén lệch tâm lớn. Tính Ast với hệ số k = 0,4 :
Với tiết diện vuông có cốt thép đặt đều theo chu vi với số lượng từ 12 thanh trở lên (12; 16; 20 ...) có thể được tính toán gần đúng bằng cách qui về tiết diện tròn có đường kính D = 1,05 Cx. Tính với lực nén N và mômen tổng . Tính toán theo tiết diện tròn, cốt thép Ast , chọn và bố trí cốt thép cho tiết diện vuông
Sau khi tính được cốt thép cần kiểm tra lại hàm lượng cốt thép nằm trong khoảng mmin và mmax, nếu không phải thay đổi tiết diện cột hoặc tăng cốt thép.
1.4. Tính toán cốt đai:
Lực cắt trong cột là nhỏ, cốt đai được xác định như sau:
6 ặđai
b/4
150
+ Trong vùng tới hạn: ở hai đầu mút cột cách mép cột hoặc mép dầm (nếu có) một khoảng
lc = max và cốt đai đặt với khoảng cách umin = min
450
+ Trong khoảng giữa cột đặt cốt đai ặ8 a200
+ Không cần kiểm tra chịu cắt khi M/N < 0,75h và lực cắt không vượt qua giá trị nhỏ hơn trong 2 giá trị ...............
2. Tính toán cột F3 khung KG
2.1. Số liệu đầu vào
- Bê tông, cột, vách, lõi, dầm, sàn cấp độ bền B22,5 (mác 300#) có
Rn = 130 kG/cm2,
Rk = 10,5 kG/cm2.
Eb = 2,9.105 kG/cm2.
- Thép chịu lực AII có: Ra = Ra' = 2800 kG/cm2.
- Thép cấu tạo AI có: Ra = 2100 kG/cm2.
- Cột BTCT 60x60cm có: Ac = 60x60 = 3600 cm2
- Hệ số xR= 0,60
- Độ lệch tâm ngẫu nhiên eax = eay = 2cm
- Chọn các bộ ba nội lực sau để tính:
Phần tử 2215: Cột F3 tầng một
a. N = -368.33 T; Mx = -2.33 T.m; My = -2 T.m;
b. N = -339.2 T; Mx = -13.62 T.m; My = 1.79 T.m;
c. N = -333.78 T; Mx = - 0.72 T.m; My = 7.02 T.m;
2.2. Tính toán bố trí cốt thép:
2.2.1. Cột F3 trục KG tầng một (tiết diện bxh = 60x60 cm):
Tính cho cặp a
N = - 368.33 T; Mx = -2.33 Tm; My = -2 T.m;
Chọn chiều dày lớp bảo vệ (khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép chịu kéo hoặc nén) là a = a' = 5cm.
ho = 60 - 5 = 55 cm ; Z = h - 2a = 60 - 2x5 = 50 cm
; ly = lx = 17.01
l = max(lx, ly) = 17.01
Xét uốn dọc: lx = ly = 17.01 < 28 lấy hx = hy = 1
Mx1 = hx Mx = 2.33 T.m ; My1 = hy My = 2 T.m
;
So sánh đ Tính theo phương X
M1 = Mx1 = 2.33 T.m ; M2 = My1 = 2 T.m
Độ lệch tâm ngẫu nhiên ea = eax + 0,2 eay = 2 + 0,2 x 2 = 2,4 cm
Tiến hành tính toán theo TH cốt thép đặt đối xứng
< ho = 55 cm
Hệ số chuyển đổi
Tính momen tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng)
Độ lệch tâm
Với kết cấu siêu tĩnh eo = max (e1, ea) = max (8.99;24) = 24 mm
< 0.3
Tính toán gần như nén đúng tâm
+ Trường hợp 1:
Tính
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm
14< l = 17.01 < 104 lấy j theo
j = 1.028 – 0.0000288l2 – 0.0016l
= 1.028 – 0.0000288x17.012 – 0.0016x17.01 = 0.992
Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast:
Chọn thép cột gồm 16 ặ22 (diện tích As = 16x380 = 6080mm2) bố trí xung quanh chu vi cột
Như vậy hàm lượng cốt thép thực tế là:
Tính cho cặp b
N = - 339.2 T; Mx = -13.62 Tm; My = 1.79 Tm;
Chọn chiều dày lớp bảo vệ (khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép chịu kéo hoặc nén) là a = a' = 5cm.
ho = 60 - 5 = 55 cm ; Z = h - 2a = 60 - 2x5 = 50 cm
; ly = lx = 17.01
l = 17.01
Xét uốn dọc: lx = ly =17.01 < 28 lấy hx = hy = 1
Mx1 = hx Mx = 13.62 Tm ; My1 = hy My = 1.79 Tm
;
So sánh . đ Tính theo phương X
M2 = My1 = 1.79 Tm ; M1 = Mx1 = 13.62 Tm
Độ lệch tâm ngẫu nhiên ea = eax + 0,2 eay = 2 + 0,2 x 2 = 2,4 cm
Tiến hành tính toán theo TH cốt thép đặt đối xứng
< ho = 550 mm
Hệ số chuyển đổi
Tính momen tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng)
Độ lệch tâm
Với kết cấu siêu tĩnh eo = max (e1, ea) = max (43;24) = 43 mm
< 0.3
Tính toán gần như nén đúng tâm
+ Trường hợp 1:
Tính
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm
14< l = 17.01 < 104 lấy j theo
j = 1.028 – 0.0000288l2 – 0.0016l
= 1.028 – 0.0000288x17.012 – 0.0016x17.01 = 0.992
Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast:
Chọn thép cột gồm 16 ặ22 (diện tích As = 16x380 = 6080mm2) bố trí xung quanh chu vi cột
Như vậy hàm lượng cốt thép thực tế là:
Tính cho cặp c
N = --333.78 T; Mx = -0.72 Tm; My = 7.02 Tm;
Chọn chiều dày lớp bảo vệ (khoảng cách từ trọng tâm cốt thép đến mép chịu kéo hoặc nén) là a = a' = 5cm.
ho = 60 - 5 = 55 cm ; Z = h - 2a = 60 - 2x5 = 50 cm
; ly = lx = 17.01
l = 17.01
Xét uốn dọc: lx = ly =17.01 < 28 lấy hx = hy = 1
Mx1 = hx Mx = 0.72 Tm; My1 = hy My = 7.02 T.m
;
So sánh . đ Tính theo phương y
M1 = My1 = 7.02 Tm ; M2 = Mx1 = 0.72 Tm
Độ lệch tâm ngẫu nhiên ea = eax + 0,2 eay = 2 + 0,2 x 2 = 2,4 cm
Tiến hành tính toán theo TH cốt thép đặt đối xứng
< ho = 55cm
Hệ số chuyển đổi
Tính momen tương đương (đổi nén lệch tâm xiên ra nén lệch tâm phẳng)
Độ lệch tâm
Với kết cấu siêu tĩnh eo = max (e1, ea) = max (22;24) = 24 mm
< 0.3
Tính toán gần như nén đúng tâm
+ Trường hợp 1:
Tính
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm
14< l = 17.01 < 104 lấy j theo
j = 1.028 – 0.0000288l2 – 0.0016l
= 1.028 – 0.0000288x17.012 – 0.0016x17.01 = 0.992
Diện tích toàn bộ cốt thép dọc Ast:
Chọn thép cột gồm 12 ặ22 (diện tích As = 12x380 = 4561.2mm2) bố trí xung quanh chu vi cột
Như vậy hàm lượng cốt thép thực tế là:
Thiết kế cốt đai chịu cắt:
Cặp lực cắt lớn nhất tại chân cột Qx = -3.29 T ; Qy = 5.16 T ;
đ
Khả năng chịu cắt của bê tông là:
Qtđ = k1. Rk.b.ho = 0,6x10,5x60x55 = 20790 kG = 20.79 T
Vậy lực cắt trong cột là nhỏ so với khả năng chịu cắt của bêtông cho nên cốt đai trong cột chỉ cần bố trí theo cấu tạo.
Đường kính cốt đai lấy như sau:
ặđ ³ max (1/4 ặcốt dọc ; 8mm) = max (5.5mm ; 8mm) = 8mm
Bố trí trong phạm vi nút khung:
Từ điểm cách mép trên sàn đến điểm cách mép dưới sàn một khoảng l1.
l1 = max (hcột;1/6 hthông thuỷ tầng;450mm)= max (600mm; 580mm; 450mm) = 600mm
Trong khoảng này bố trí khoảng cách cốt đai (u) như sau:
u Ê min ( 6ặcốtdọc; 100mm) = min (132mm; 100mm) = 100mm
Chọn cốt đai ặ8 a100
Bố trí trong vùng còn lại:
uÊ min (12ặcốtdọc; bcột) = min (264mm; 600mm) = 264mm
Chọn cốt đai ặ8 a250
Việc bố trí cốt thép trong cột được trình bày cụ thể trong bản vẽ KC kèm theo thuyết minh này
Tính cầu thang bộ 1
I-Sơ đồ tính và số liệu.
+ Cầu thang có 22 bậc, hb=15cm, bb=33cm
Vật liệu: Bê tông M300
Rn=130KG/cm2, Rk=10 KG/cm2
+ Cốt thép dùng nhóm AI; AII
RAI=2300KG/cm2, RAII=2800KG/cm2
Cấu tạo
+Bản thang dày 8 cm
+Cốn thang : 150x300
+Dầm thang : 220x350
+ Cấu tạo bậc thang.
Lớp gramtô dày 2 cm
Lớp vữa lót d=1,5cm
Bậc xây gạch
- Vữa trát d=1,5cm
Bản BTCT hb=8cm
II -Tính bản thang.
Sơ đồ tính.
l2= 3,3m; l1=1,7m
Xét tỷ số l2/l1=1,94<2
Tính toán bản thang theo bản kê bốn cạnh ba cạnh ngàm, một cạnh khớp.
Tải trọng.
Tĩnh tải
Tải trọng do granitô
g1 = n1g1(bh+hb)d1/L ; g1 = 2,2T/m3, d1 = 2cm
g1 = 1,1*2,2(0,15+0,33)*0,02/0,362 = 0,064 T/m2
Tải trọng do lớp vữa lót :
g2 = n2g2(bh+hb)d2/L ; g2 = 1,8T/m3, d2 = 1,5cm
g2 = 1,3*1,8(0,15+0,33)*0,015/0,362 = 0,047 T/m2
Tải trọng do bậc xây gạch.
n3g3bhhb 1,2*1,8*0,33*0,15
g3 = = = 0,148T/m2
2.L 2*0,362
-Tải trọng do lớp vữa trát
g4=n4gd4=1,3*1,8*0,015 = 0,032T/m2
Tải trọng do bản BTCT
g5=n5gd5=1,1*2,6*0,08 = 0,22T/m2
g = Sgi = 0,064+0,047+0,148+0, 032+0,22 = 0,511T/m2
Hoạt tải.
Hoạt tải lớn nhất trong cầu thang có Ptc=300KG/m2
P=nPtcct=1,2*0,3=0,36T/m2
Tải trọng tác dụng lên bản thang: q = g+p = 0.511+ 0.36 = 0,871 T/m2
Tải tác dụng vuông góc với bản thang: qt=q.cosa
Cos a = = 0,91
qt = 0,871.0,91 = 0,793 T/m2
Thay vào phương tình chứa mômen
Nội lực.
a. Sơ đồ tính. Bản làm việc theo 2 phương, nhịp tính toán lt1, lt2 chịu tải trọng phân bố qt =0,793T/m2
Trong bản có mô men tác dụng theo hai phương
Mo1 – mômen dương lớn nhất ở giữa ô bản , tác dụng theo phương cạnh ngắn
Mo2 – mômen dương lớn nhất ở giữa ô bản , tác dụng theo phương cạnh dài .
lt1 = l1 +hb = 1,7 +0,08 =1,78 m
lt2 = l2 +hb = 3,3 +0,08 =3,38 m
Đặt
Tra bảng => ; ;
Tính
4.Tính toán cốt thép.
Tính theo trường hợp tiết diện chữ nhật b = 1 m
Dùng cốt thép nhóm AI , RA = 2300KG/cm2
Bê tông M300, Rn=130KG/cm2
Chọn chiều dày bản thang h = 8cm,
ao=1,5cm, h01= 8 - 1,5 = 6,5cm
Dự kiến dùng cốt thép đường kính 6 mm
h02= 6,5 - 0,6 = 5,9cm
+ Tính toán cốt thép theo sơ đồ khớp dẻo
Theo phương cạnh ngắn
A=
g=0,5(
Fa=
m= >mmin = 0,1%
Dự kiến dùng thép f6, có fa = 0,283(cm2)
Khoảng cách giữa các cốt sẽ là :
Vậy chọn khoảng cách theo cấu tạo là f6a150.Với Fa =1,887 (cm2)
Theo phương cạnh dài
A=
g=0,5(
Fa=
m= <mmin = 0,1%
Vậy ta chọn Fa = mmin.b.ho2 = 0.001x100x5.9 = 0.59 (cm2)
Dự kiến dùng thép f6, có fa = 0,283(cm2)
Khoảng cách giữa các cốt sẽ là :
Vậy chọn khoảng cách theo cấu tạo là f6a200. Với Fa = 0,59(cm2)
Phần nội lực qsina do bê tông và cốt thép cấu tạo chịu
Cốt thép cấu tạo
Fct³ 3f6/m dài=0,849cm2
20%Famax=0,38cm2 Bố trí f6a200
mmin.b.ho2 =0,59cm2
Cốt thép âm cấu tạo
Chọn cốt thép này theo cấu tạo , không ít hơn 5f6 trong một mét và cũng không ít hơn 50% cốt thép chịu lực tính ở gối giữa ( >= 50%.1,887(cm2) = 0,9435 cm2)
+ Tại vị trí kê lên tường f6a200
+ Tại vị trí bên cốn f6a200
II-Tính cốn thang.
Ta tính cốn thang như là dầm đơn giản gối 2 đầu lên dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới .
Kích thước.
Chọn tiết diện cốn thang: b*h = 150*300 mm
Thoả mãn hct = (1/15á1/8) lx; bct= 8 á15cm.
Tải trọng.
+ Tải trọng bản thân
q1=n1gbt.bct.hct trong đó gbt = 2500 kg/m3
q1=1,1*2,5*0,15*0,3 = 0,103 (T/m)
+ Tải trọng do bản thang truyền vào(đã kể đến sự tác dụng vuông góc với bản thang)
q2=0,793*1,7/2=0,674T/m
+ Tải trọng của lan can xây gạch
q3=1,1*0,396=0,41 T/m
Tổng tải trọng tác dụng lên cốn thang quy về tải trọng vuông góc với cốn
qtt=(q1 +q3). cosa+q2=(0,103+0,41).0,91+0,674=1,14T/m
Xác định nội lực.
Mômen của cốn thang được tính như dầm đơn giản 2 đầu gối tựa có:
Mmax= qttl2x/8
Lực cắt Q được tính bằng công thức:
Qmax=qttlx/2 trong đó lx= 3,69 m
M= Tm
Q= T
Tính toán cốt thép cốn thang.
+ Thép chịu lực chính: Dùng thép nhóm AII , Ra =Ra’ = 2800KG/cm2
+ Thép đai: Dùng thép AI, Ra=2300KG/cm2
Rađ=1800Kg/cm2
+ Bê tông M300, Rn=130KG/cm2; Rk=10 KG/cm2
+ Với h=30cm. Chọn lớp bảo vệ : a=3cm
h0=30-3=27cm
A=
g=0,5(1+=0,926
Fa=
Hàm lượng m=
Chọn 2f14có Fa=3,08 cm2
Cốt thép cấu tạo cốn thang
Fct³ f8
10%Fmax=0,308cm2
mmmbh0 =0,002.15.23 =0,69 cm2
Vậy chọn thép cấu tạo 1f12 ,Fact=0,785cm2
b.Tính cốt đai cốn thang.
Qmax = 2,1T
+ Kiểm tra điều kiện hạn chế:
Q Ê K0Rnbh0 Cho tiết diện chịu lực cắt lớn nhất
K0Rnbh0 = 0,35*130*15*27 = 13427,5(KG) > Qmax = 2100KG
+ Kiểm tra theo điều kiện tính toán
Q Ê 0,6Rkbh0
0,6Rkbh0 = 0,6*10*15*27 = 2430KG > Qmax = 2100 KG
Không cần phải tính toán cốt đai :
Dùng thép AI ,đường kính d=6mm làm cốt đai
Fa = 0,283cm2, số nhánh n = 1
Khoảng cách cấu tạo
+ Khoảng cách cốt đai gần gôí tựa với chiều cao dầm h < 450
U Ê 1/2h =0,5.30 =15 cm
15 cm
Bố trí cốt đai f6a150 đối với đoạn dầm dài 0.25l gần gối tựa ( =1/4.3300=900 mm)
+ Khoảng giữa dầm với dầm có h<300
Bố trí cốt đai f6 a=200mm
+ Khả năng chịu cắt của bê tông và cốt đai đảm bảo
II-Tính toán bản chiếu nghỉ.
Sơ đồ tính và kích thước.
l2= 4,2m
l1=1,5m
Xét tỷ số l2/l1=2,8>2
Tính toán theo sơ đồ hệ dầm, cắt một dải bản rộng 1m
Tải trọng.
Tĩnh tải.
+ Hoạt tải: Ptc=300KG/m2, n=1,2
P = 1,2*300 = 360KG/m2 = 0,36T/m2
Q = g+p = 0,315+0,36 = 0,675 T/m2
Stt
Vật liệu
g(T)
N
d(m)
Tải trọng (T/m2)
1
2
3
Lớp granito
Bản BTCT
Vữa trát
2,2
2,6
1,8
1,2
1,1
1,2
0,02
0,08
0,015
0,053
0,23
0,032
Tổng
0,315
g=675kg/m
sơ đồ tính bản chiếu nghỉ thang
1500
190kg.m
Nội lực.
Cắt dải bản bề rộng 1m coi là dầm đơn giản
Mmax= ql2/11 = 0,675*1,52/11 = 0,19 (Tm)
Tính toán cốt thép.
M = 0,19 (Tm)
Chiều dày bản 8 cm
Lớp bảo vệ a = 1,5cm đh0 = 6,5cm
A =
g = 0,5(1+
Fa =
Hàm lượng cốt thép m =
Dùng thép f6 fa=0,283cm2
Khoảng cách a=
Bố trí f6a200
Cốt thép cấu tạo f6a200mm
Tại các gối đặt thép f6a200mm.
III-Tính toán dầm chiếu nghỉ.
1. Kích thước :
Dầm chiếu nghỉ được kê lên cột chính coi như là liên kết khớp. Mô men ở nhịp lấy như với dầm đơn giản
Chọn kích thước dầm:
hd=(1/8á1/20)l=(470á188)mm
đChọn hd=350mm, bh=220mm
2.Tải trọng.
+Tải trọng do bản thang truyền vào g3 = qbt.l/2 = 0,871.1,7/2 = 0,74 T/m
+ Tải trọng bản thân g = 2,5T/m3
g1 = nbhg = 1,1*0,22*0,35*2,5 = 0,212 T/m
+ Tải trọng từ sàn chiếu nghỉ truyền vào
g2 = 0,675*1,7/2 = 0,574 T/m
+ Tải trọng tổng
Q=g1+g2+g3=0,193+0,574+0,74=1,507 (T/m)
+ Tải trọng tập trung từ dầm cốn truyền vào
p = Q= T
Nhịp tính toán lấy bằng tâm gối tựa lên tường
Nôị lực.
R = p + ql/2
= 1,9 + 1,507*3,75/2 = 4,73T
Mmax=RA.1,7 - (p*0,35/2 + q*3,75*3,75/2)
= 4,73*1,7 -(1,9*0,35.0,5 +1,507*3,75*3,75*0,5)=2,89 Tm
Qmax=R=4,73T
4.Tính toán cốt thép.
Bê tông M300, Rn = 130KG/cm2, Rk = 10 KG/cm2
Cốt thép dọc nhóm AII. Ra=Râ’ = 2800KG/cm2 ; Cốt đai nhóm AI. Rad=1800KG/cm2
Tính cốt dọc chịu lực.
Chọn lớp bảo vệ a = 3cm đ h0 = 35 – 3 = 32
A = = 0,0986 < Ad = 0,3
g=0,5(1+
Fa=
Hàm lượng cốt thép mt= >m mm: 0,1%
Chọn 2f16 Fa = 4,02cm2
Cốt thép cấu tạo Fct ³ 10% Fa max
m min bh0
Chọn 2f12 làm cốt giá
Tính cốt đai:
Qmax = 4,73 T
+ Kiểm tra điều kiện hạn chế
Q Ê K0Rnbh0
K0Rnbho = 0,35*130*22*32 = 32032KG = 32,032 T > Qmax = 4,73T
Thoả mãn điều kiện hạn chế
+ Kiểm tra điều kiện tính toán
Q Ê 0,6Rkbh0
0,6Rkbh0 = 0,6*10*22*32 = 4224KG = 4,224 T < Qmax = 4,73T
Cần phải tính toán cốt đai:
Lực cốt đai phảI chịu là:
qđ =KG/cm3
Dùng thép AI đường kính d = 6mm số nhánh n = 2, fa = 0,283cm2
Khoảng cách cốt đai
UctÊ 1/2h=0,5.35=17,5cm
15cm
Uct là khoảng cách tính toán của cốt đai
Uct= (cm)
Bố trí f6 Uct = 15cm
* Tại vị trí có lực tập trung: Q = P = 1,9 T bố trí cốt treo f6a100.
Phần nền móng
I. giới thiệu công trình:
Công trình “Chung cư Trung Hoà 11 tầng” . Chiều cao công trình kể từ cốt 0,00 là 43,3m. Nhà có kết cấu khung BTCT liền khối chịu lực.
Khi tính toán nền móng theo TTGH II, cần khống chế độ lún giới hạn và độ lún lệch giới hạn của công trình để có thể sử dụng công trình một cách bình thường, và để nội lực bổ sung do sự lún không đều của nền gây ra trong kết cấu siêu tĩnh không quá lớn để kết cấu khỏi hư hỏng và để đảm bảo mĩ quan của công trình :
Stđ Ê Sgh
DSÊDSgh
Trong đó:
Stđ : độ lún tuyệt đối, lớn nhất của một móng(cm).
DS : độ lún lệch tương đối giữa hai móng.
Do đặc điểm công trình là kết cấu nhà cao tầng bằng bê tông cốt thép do đó theo TCXD205:1998 độ lún giới hạn tuyệt đối cho phép Sgh = 8(cm), độ lún lệch giới hạn cho phép là Dgh=(Smax-Smin)/L=0,001.
iI. điều kiện địa chất công trình:
Bảng các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất lấy từ thí nghiệm:
Lớp
Tên đất
gtn
(KN/m3)
gh
(KN/m3)
W
(%)
WL
(%)
WP
(%)
k
(m/s)
j
(°)
CII
(KPa)
m
(MPa-1)
N30
E0
(MPa)
1
Đất lấp
16
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
2
Sét yếu
18,2
27,1
45
46
28
2,0.10-8
12
18
0,17
11
5
3
Sét pha
19,0
26,6
31
41
27
4,3.10-8
18
28
0,1
20
12
4
Cát pha
19,2
26,5
20
24
18
2,1.10-7
18
25
0,09
25
14
5
Cát bụi
19,0
26,5
26
-
-
3,1.10-4
30
-
0,13
17
10
6
Cuội sỏi
19.8
19
-
-
35
67
26
II.1. Đánh giá điều kiện địa chất công trình:
Căn cứ những chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất đã cho để tính toán xác định hệ số rỗng e của đất, độ sệt IL của đất; kết hợp với Môduyn tổng biến dạng E0 để đánh giá tính chất từng lớp đất.
Lớp đất 1: lớp đất lấp.
Phân bố mặt trên toàn bộ khu vực khảo sát. Lớp có bề dày 1,2 m; thành phần cấu tạo của lớp này gồm đất trồng trọt, xác hữu cơ lẫn than bùn. Là lớp đất yếu và khá phức tạp, độ nén chặt chưa ổn định. Vì vậy khi thiết kế thi công tầng hầm cần phải vét bỏ đi.
Lớp đất 2: sét yếu, có chiều dày h = 8,0m.
- Kết quả thí nghiệm SPT : N = 11 búa/30cm
Hệ số rỗng: e = -1 = -1 = 1,159
Tỷ trọng hạt của đất: D= = = 2,71.
Trọng lượng riêng đẩy nổi của đất: gđn== = 7,92 KN/m3
Độ sệt: IL == = 0,944
Các lớp khác được tính toán tương tự, được thống kê trong bảng sau:
Lớp
Tên đất
h
(m)
N30
e
D
gđn
(KN/m3)
IL
m
(MPa-1)
E0 (Mpa)
2
Sét yếu
6,8
11
1,159
2,71
7,92
0,944
0,17
5
3
Sét pha
7,5
20
0,834
2,66
9,051
0,286
0,1
12
4
Cát pha
6,5
25
0,656
2,65
9,962
0,333
0,09
14
5
Cát bụi
8
17
0,757
2,65
9,391
-
0,13
10
6
Cuội sỏi
15
67
0.61
2,68
11,76
-
0,03
26
Kết luận:
+ Lớp 2 (Sét yếu) có : 0,75 < IL = 0,944 < 1 đ đất ở trạng thái dẻo chảy.
Hệ số nén của đất: 0,1 Mpa-1 < m = 0,17 Mpa-1 : sét yếu có tính nén lún lớn.
Môđun biến dạng: E0 = 5 MPa.
Lớp sét yếu có khả năng chịu tải kém, tính năng xây dựng không tốt, với công trình cao tầng thì không thích hợp làm nền móng.
+ Lớp 3 (Sét pha) có: 0,25 < IL = 0,286 < 0,5 : đất ở trạng thái dẻo .
Hệ số nén của đất: 0,1 Mpa-1 < m = 0,12 Mpa-1 : sét pha có tính nén lớn.
Môđun biến dạng: E0 = 12 MPa.
Đây là loại đất tương đối tốt.
+ Lớp 4 (Cát pha) có : 0,25 < IL = 0,333 < 0,5 : đất ở trạng thái dẻo.
0,6 < e = 0,656 < 0,75 : Cát pha chặt vừa.
Hệ số nén của đất: 0,01 Mpa-1 < m = 0,09 Mpa-1 < 0,1 Mpa-1 : Cát pha có khả năng chịu nén lún vừa.
Môđun biến dạng: E0 = 14 MPa.
Đây là lớp đất tương đối tốt.
+ Lớp 5 (Cát bụi) có
0,75 < e = 0,757 < 1 : Cát pha chặt vừa.
Hệ số nén của đất: 0,1 Mpa-1 < m = 0,13 Mpa-1 < 0,2 Mpa-1 : Cát bụi có khả năng chịu nén lún vừa.
Môđun biến dạng: E0 = 10 MPa.
Đây là lớp đất tương đối tốt.
+ Lớp 6 (Cát hạt trung) có :
e = 0.61: Cát pha chặt vừa lớp đất tốt.
Hệ số nén của đất: 0,01 Mpa-1 < m = 0,03 Mpa-1 < 0,1 Mpa-1 : Cát hạt trung có tính nén lún vừa.
Môđun biến dạng: E0 = 26 MPa.
II.2. Đánh giá điều kiện địa chất thuỷ văn:
Mực nước ngầm khảo sát thấy nằm khá nông, cách mặt đất (cốt thiên nhiên)
-3m. Nếu thi công móng sâu, nước ngầm ảnh hưởng đến công trình. Khi thi công ở cốt so với cốt 0,00 (-3,0m so với cốt thiên nhiên) cần có phương án tháo khô hố móng, tránh thiệt hại cho công trình.
III. Lựa chọn giải pháp nền móng:
Công trình nhà cao tầng này có các đặc điểm chính là; thi công xen cấy trong thành phố Hà Nội, tải trọng thẳng đứng có giá trị lớn, lại đặt trên 1 mặt bằng có diện tích hạn chế, công trình cần thiết có độ ổn định với tải trọng ngang, công trình nhạy với độ lún dễ gây ảnh hưởng bất lợi đến các công trình lân cận, do đó việc thiết kế móng cho nhà cao tầng cần đảm bảo:
+Độ lún cho phép
+Sức chịu tải của cọc
+Công nghệ thi công hợp lý, không làm hư hỏng đến các công trình lân cận và ảnh hưởng đến môi trường
+Có hiệu quả về kinh tế kỹ thuật
+Với đặc điểm địa chất công trình như đã khảo sát và phân tích, các lớp 1,2,3,4,5 đều là đất yếu không thể đặt móng công trình lên được, chỉ có lớp cuối cùng là lớp 6 cát hạt trung chặt chiều dày chưa kết thúc tại đáy hố khoan có khả năng đặt được móng công trình.
-Chính vì vậy các phương án dùng cọc đóng, cọc ép là không khả thi do tải trọng lớn, chiều sâu để ép hoặc đóng cọc qua là khá lớn, ảnh hưởng xấu đến các công trình lân cận, phương án cọc khoan nhồi là lựa chọn phù hợp nhất.
IV. thiết kế cọc khoan nhồi:
Tải trọng:
Móng công trình được tính dựa theo giá trị nội lực nguy hiểm nhất truyền xuống móng (xem bảng THNL cột tại tiết diện 1-1 của phần tử 1 và 2).
Tải trọng tính toán lên móng do giằng móng: Kích thước giằng móng chọn sơ bộ bxh = 30x70cm cho toàn bộ các giằng trong công trình (Nhịp khung 7.2m). Trọng lượng bản thân giằng móng:
Gtt=1.1x2500x0.3x0.7= 577.5 (Kg/m).
Trọng lượng bản thân tường 220:
Gtưòng=1.1x1800x0.22x4.2= 1829.52 (Kg/m).
Giằng móng làm việc như dầm trên nền đàn hồi, giằng truyền một phần tải trọng đứng xuống đất. Tuy nhiên để đơn giản tính toán và thiên về an toàn ta xem tải trọng giằng truyền nguyên vẹn lên móng theo diện truyền tải. Ngoài ra giằng còn truyền tải trọng ngang giữa các móng, tuy nhiên theo sơ đồ tính khung ta coi cột và móng ngàm cứng nên một cách gần đúng ta bỏ qua sự làm việc của giằng .
Tải trọng giằng truyền lên móng:
Móng F-2: Ngi = 577.5x0.5x(5.4+4.2+7.2) = 4851 Kg =4.851T
Móng F-3: Ngi = 577.5x0.5x(5.4+4.2+7.2+3.6) = 5890.5 Kg = 5.8905T
Tải trọng tường truyền lên móng:
Móng F-2: Ntường = 1829.52x0.5x(5.4+4.2) = 8781.7 Kg = 8.78 T
Móng F-3: Ntường = 1829.52x0.5x(5.4+4.2) = 8781.7 Kg = 8.78 T
Tải trọng cột truyền lên móng:
Ncột =1.1x0.6x0.6x4.2x2500 = 4158 Kg = 4.158 T
a. Tải trọng tính toán:
Tải trọng tính toán được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ nhất. Tải trọng truyền xuống móng (kể cả giằng+tường):
Móng F-2 :
Mtt = 5.59 (T.m); Ntt = 324.54 + 4.851 + 8.78 + 4.158 = 342.33 (T);
Qtt = 1.04 (T).
Móng F-3:
Mtt = 2.33 (T.m); Ntt = 368.33 + 5.89 + 8.78 + 4.158 = 387.16 (T);
Qtt = 2 (T).
b. Tải trọng tiêu chuẩn:
Tải trọng tiêu chuẩn được sử dụng để tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ hai. Tải trọng đã tính được là tải trọng tính toán, muốn có tổ hợp các tải trọng tiêu chuẩn đúng ra phải làm bảng tổ hợp khác bằng cách nhập tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên công trình. Tuy nhiên, để đơn giản quy phạm cho phép dùng hệ số vượt tải trung bình n =1,15. Như vậy, tải trọng tiêu chuẩn nhận được bằng cách lấy tổ hợp các tải trọng tính toán chia cho hệ số vượt tải trung bình.
Móng G-2:
Mtc = 5.59/1.15 = 4.86 (T.m); Ntc = 342.33/1.15 = 297.68 (T);
Qtc = 1.04/1.15 = 0.9 (T).
Móng G-4:
Mtc = 2.33/1.15 = 2.03 (T.m); Ntc = 387.16/1.15 = 336.67 (T);
Qtc = 2/1.15 = 1.74 (T).
V.thiết kế móng F-2:
V.1 Chọn vật liệu làm cọc:
Bê tông mác 300, Rn = 130 (Kg/cm2).
Cốt thép chịu lực nhóm AII có Ra = 2800 (Kg/cm2).
Cốt đai nhóm AI có Ra=2300 (Kg/cm2).
Đường kính cọc chọn d = 0.8m, mũi cọc cắm vào lớp cuội sỏi dưới cùng 3 m.
Diện tích tiết diện cọc: F =p.d2/4 = 3,14.0.82/4 = 0.5024m2.
Diện tích cốt thép: Fa = m.F = 0,01.0,5024 = 0,005024m2
Sơ bộ chọn các kích thước: chiều cao đài móng là hđ = 2,0 m; đáy đài được đặt ở độ sâu -4,2so với cốt ±0,00. Chân cọc cắm sâu vào lớp cuội sỏi (lớp đất 6) đoạn 3 m. Đập vỡ bêtông đầu cọc cho chừa cốt thép ra một đoạn 70cm và ngàm vào đài. Phần cọc ngàm vào đài 30 (cm). Tổng chiều dài cọc là (0,7+0,3+28,8) = 29,8 m.
V.2 Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi:
V.2.1 Theo vật liệu làm cọc:
Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức:
Pv =j.(m1.m2.Rb.Fb + Ra.Fa)
Trong đó :
j =1: hệ số uốn dọc với móng cọc đài thấp không xuyên qua bùn, than bùn.
Rb : Cường độ chịu nén tính toán của bê tông cọc nhồi, với bê tông mác M300# có Rn = 1300(T/m2).
Ra : Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép, với cốt thép nhóm AII có Rn = 28000(T/m2)
Fb: Diện tích tiết diện của bê tông Fb = F – Fa = 0,5024 - 0,005024= 0,4974(m2).
Fa: Diện tích tiết diện của cốt thép dọc Fa = 0,005024(m2).
m1 : hệ số điều kiện làm việc, đối với cọc được nhồi bê tông qua ống dịch chuyển thẳng đứng thì m1 =0,85.
m2 : hệ số điều kiện làm việc kể đến ảnh hưởng của phương pháp thi công cọc, ở đây khi thi công cần dùng ống vách và đổ bê tông dưới huyền phù sét nên m2 =0,7.
Ta có : Pv = 1.(0,85.0,7.1300.0,4974 + 28000x0.005024) = 524.4(T).
V.2.2 Theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT:
Sử dụng số liệu thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT để tính toán sức chịu tải giới hạn của cọc theo công thức của Nhật Bản :
Sức chịu tải cho phép của cọc:
Ptt =., (T)
Trong đó:
Na: chỉ số SPT của đất dưới mũi cọc, mũi cọc nằm trong lớp cuội sỏi có
Na = 67.
NS: chỉ số SPT của lớp cát bên thân cọc, do bên thân cọc có lớp cát pha 4 (N4 =25), lớp cát bụi 5 (N5 = 17), lớp cuội sỏi 6 (N6 = 67).
LS (m): chiều dài đoạn cọc nằm trong đất cát, cọc xuyên qua các lớp cát: lớp cát pha 4 (L4 = 6,5m), lớp cát bụi 5 (L5 = 8,0m), lớp cuội sỏi 6 (L6 = 3m).
Lc (m): chiều dài đoạn cọc nằm trong đất sét, cọc xuyên qua các lớp sét: sét yếu 2 (L2 = 3,8 m); sét pha 3 (L3 = 7,5m);
Ap = 0.5024m2 : diện tích tiết diện mũi cọc.
a: hệ số phụ thuộc phương pháp thi công cọc, a = 15 cho cọc khoan nhồi.
C: lực dính không thoát nước của đất theo SPT.
Với lớp sét yếu 2:
C2 = 0,7143.N2 = 0,7143.11 = 7,857(T/m2).
Với lớp sét pha 3:
C3 = 0,7143.N3 = 0,7143.20 = 14,286(T/m2).
Ta có:
PD = .{15x67x0.5024 + (0.2x25x6.5 + 0.2x17x8 + 0.2x67x3 + 7.857x3.8 + 14.286x7.5)x3.14x0.8} = 366.67(T).
V.2.3 Sức chịu tải của cọc theo đất nền:
- Tính toán sức chịu tải của cọc đơn theo phương pháp thống kê. Sức chịu tải của cọc khoan nhồi được tính theo công thức:
Pđ = m(mR.RiF + uồ.mfi.fi .li)
Trong đó :
+ m - Hệ số điều kiện làm việc m =1.
+ mR - Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc mR =1.
+ Ri - Cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc.
Mũi cọc ở độ sâu –33m so với mặt đát tự nhiên và chống vào lớp cát hạt trung với cường độ:
Ri = 0,65b( g1dAk0 + ag2LBk0 )
+ b, Ak0, Bk0 - Các hệ số không thứ nguyên xác định theo bảng 6.7 phụ thuộc jI
+ Góc ma sát trong của lớp cát hạt trung: jt = 350
ịb = 0.2; Bk0 = 127; Ak0 = 71.3
+ d - Đường kính cọc d = 0.8 m.
+ L - Chiều dài cọc L = 28.8m.
+ a - Hệ số phụ thuộc vào L/d = 28.8/0.8 = 36 ị a = 0.7
+ g1 - Dung trọng của đất phía dưới mũi cọc g1 = 1.98 T/m3
+ g2 - Dung trọng trung bình của lớp đất nằm trên mũi cọc.
g2 =
= 1.884(T/m3).
ị Ri = 0,65x0.2x(1.98x0.8x71.3+ 0.7x28,8x1.884x127) = 641.8 T
+ F - Diện tích mũi cọc ị F = = 0.5024 m2
+ u - Chu vi tiết diện ngang cọc u = pd = 3,14x0.8 = 2.512 m
+ mfi - Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên cọc, phụ thuộc vào công nghệ tạo lỗ khoan.
+ fi - Ma sát bên của lớp đất i ở mặt bên của thân cọc (T/m2).
+ li - Chiều dầy mỗi lớp mà cọc đi qua (m).
- Các trị số mfi, fi , li tra bảng thể hiện trong bảng sau:
Bảng các giá trị mfi, fi , li
z (m)
Tên lớp
Chiều dầy li (m)
fi (T/m2)
mfi
4,0
II1
2.8
0,67
0,6
6,0
II2
2
0,67
0,6
8,0
II3
2
0,67
0,6
9,5
III1
1,5
4,3
0,6
11,5
III2
2
4,7
0,6
13,5
III3
2
4,9
0,6
15,5
III4
2
5,2
0,6
18,0
IV1
2,5
5,35
0,7
20,0
IV2
2
5.42
0,7
22,0
IV3
2
5.75
0,7
24,0
V1
2
4,3
0,7
26,0
V2
2
4,5
0,7
28,0
V3
2
4,6
0,7
30,0
V4
2
4,7
0,7
30,0
VI1
2
9,3
0,7
33,0
VI2
1
9,6
0,7
Z1=4,0m
Z2=6,0m
Z3=8,0m
Z4=9,5m
Z5=11,5m
Z6=13,5m
Z7=13,3m
Z8=16,0m
Z9=18,0m
Z1=20,0m
Z10=22,0m
Z11=24,0m
Z12=26,0m
Z13=28,0m
Z14=30,0m
Z15=32,0m
Z16=33m
Cát bụi
Cuội sỏi
Cát pha
Sét pha
Sét yếu
Đất lấp
Cốt thiên nhiên
MNN
Hình vẽ xác định sức chịu tải theo đất nền của cọc
ị Pđ = 1x[1x641.8x0.5024 + 3,14x( 0.6x0.67x6.8+0.6x(4.3x1.5+2x4.7+2x4.9+2x5.2) +0.7x(2.5x5.35+2x5.42+2x5.75) +0.7x(2x4.3+2x4.5+2x4.6+2x4.7) +0.7x(2x9.3+1x9.6))]
= 560 (T)
Dựa vào kết quả tính sức chịu tải của nền theo điều kiện độ bền vật liệu làm cọc Pv và theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT là PSPT ta có: Pđ = 560(T) > Pv = 524.4(T) > PSPT = 366.67(T). Do vậy ta chọn PSPT = 366.67(T) để tính toán cọc.
V.3. Xác định số lượng cọc khoan nhồi:
Ta có áp lực tính toán do phản lực đầu cọc tác dụng lên đáy đài : Vì khoảng cách tránh ảnh hưởng ứng suất là >3d cho nên giả thiết P sẽ được truyền trong hình vuông có cạnh là 3d, đồng thời giả thiết là áp lực đáy móng phân bố đều và bằng với sức chịu tải của cọc, do giả thiết này là không đúng, cho nên khi tính toán được số cọc sơ bộ cần phải tăng số cọc lên để phù hợp với mômen lệch tâm, phù hợp với áp lực tiêu chuẩn Rtc tác dụng xuống đáy móng để tính toán độ lún khi kiểm tra TTGH về độ lún.
Ptt = == 63.66 (T)
Diện tích sơ bộ của đáy đài:
FSB = == 10.107 (m2).
Trong đó:
Ntt0 - lực dọc tính toán xác định tại đỉnh đài, lấy giá trị lớn nhất khi tổ hợp tải trọng; Ntt0 = 342.33(T).
h : chiều sâu đặt đáy đài kể từ cốt thiên nhiên, h = 4,2 m
n : hệ số vượt tải n = 1,1
gtb : là trị trung bình trọng lượng riêng của đài và đất trên các bậc đài, tạm lấy gtb=2(T/m3).
Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài và đất trên các bậc:
NttSB = n.FSB. h.gtb = 1.1x10.107x4.2x2 = 93.4 (T)
Số lượng cọc sơ bộ: nc = = = 1.12 cọc
Chọn thực tế n'c = 2 cọc để bố trí cho móng.
Khoảng cách từ tim cọc đến mép đài ³ 0,7d = 56cm lấy bằng 100cm, khoảng cách từ mép đài đến mép cọc ³ 0,25m; Mặt bằng bố trí cọc cho móng như hình vẽ sau:
Từ mặt bằng bố trí cọc ta có diện tích đáy đài thực tế là:
Ftt = 2.5 = 10(m2).
Trọng lượng của đài và đất trên các bậc đài sau khi bố trí cọc:
Nttđ = n.Ftt. hđ.gtb = 1.1x10x4.2x2 =92,4(T)
Lực dọc tính toán xác định đến đỉnh đài:
Ntt = N0tt + Nttđ = 342.33 + 92.4 = 434.73 (T).
Vì móng chịu tải lệch tâm, lực truyền xuống cọc được xác định theo công thức sau:
Ptt max,min =
Trong đó:
n’c = 2 là số lượng cọc trong móng.
Mtt : là mômen uốn tính toán tương ứng, ta có :
Mtt = M0tt + Q0tt.hđ = 5.59 + 1.04x2 = 6.76(T.m)
Hđ = 2.0m là chiều cao đài.
ymax (m): khoảng cách từ tim cọc biên đến trục x.
yi(m): khoảng cách từ trục cọc thứ i đến các trục đi qua trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại mặt phẳng đáy đài (xem sơ đồ bố trí cọc). Thay số vào ta có :
Ptt max,min = = 217.37 2.56 (T)
Pttmax = 219.93 (T)
Pttmin = Ptttb = 214.81 (T)
Trọng lượng tính toán của cọc: Pc = 28,8.3,14.0,42.2,5.1,1 = 62,172(T).
Kiểm tra lực truyền xuống cọc :
Pttmax + Pc = 219.93 + 62.172 = 282.1(T) < PSPT = 366.67(T) : Thoả mãn điều kiện lực truyền xuống cọc; Chênh lệch lực truyền xuống cọc và sức chịu tải của cọc khá nhỏ nên chọn cọc có đường kính và chiều sâu chôn cọc như trên là đạt yêu cầu.
Mặt khác Pttmin = 214.81(T) > 0 nên ta không phải tính toán kiểm tra theo điều kiện chống nhổ .
V.4 Kiểm tra nền móng cọc theo điều kiện biến dạng:
MNN
Cốt thiên nhiên
Đất lấp
Sét yếu
Sét pha
Cát pha
Cuội sỏi
Cát bụi
Với quan niệm nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất bao quanh, tải trọng của móng được truyền trên diện rộng hơn, xuất phát từ mép ngoài cọc tại đáy đài và nghiêng một góc a.
jtb = = 22,6250.
Vậy a = 22,6250/4 = 5,6560
Chiều dài đáy khối móng quy ước:
LM = 3,0 + 2.1,0/2 + 2.28,8.tg5,6560 = 9,705(m).
Chiều rộng đáy khối móng quy ước:
BM=1+2.28,8. tg5,6560 = 6,705(m).
Diện tích đáy khối quy ước: FM = LM.BM = 9,705.6,705= 65,07(m2)
Chiều cao khối móng quy ước (kể từ mũi cọc đến cốt thiên nhiên) là:
HM = 33-1,2 = 31,8(m).
Lớp
Tên đất
h
(m)
N30
e
D
gđn
(KN/m3)
IL
m
(MPa-1)
E0 (Mpa)
2
Sét yếu
6,8
11
1,159
2,71
7,92
0,944
0,17
5
3
Sét pha
7,5
20
0,834
2,66
9,051
0,286
0,1
12
4
Cát pha
6,5
25
0,656
2,65
9,962
0,333
0,09
14
5
Cát bụi
8
17
0,757
2,65
9,391
-
0,13
10
6
Cuội sỏi
15
67
0.61
2.68
11.76
-
26
* Xác định trọng lượng của khối móng quy ước :
-Trong phạm vi đế đài trở lên đến cốt thiên nhiên xác định theo công thức :
Ntc1 = FM.h.gtb = 1,1.65,07.4,2.2 = 601,247(T).
-Trọng lượng đất sét yếu 2 trong phạm vi từ cao trình đáy đài đến đáy lớp sét đó có trừ đi phần cọc chiếm chỗ (có kể đến phần gđn từ cốt -4,2m trở xuống):
Ntc2 =(65,07 – 2.3,14.0,52).2,5.0,792 = 125,73(T).
-Trọng lượng đất sét pha 3 trong phạm vi chiều dày của lớp sét đó có trừ đi phần cọc chiếm chỗ (có kể đến gđn):
Ntc3 = (65,07 – 2.3,14.0,52).7,5.0,9051 = 431,054(T).
-Trọng lượng đất cát pha 4 trong phạm vi chiều dày của lớp cát đó có trừ đi phần cọc chiếm chỗ (có kể đến gđn):
Ntc4 = (65,07 – 2.3,14.0,52).6,5.0,9962= 411,182(T).
-Trọng lượng lớp cát bụi 5 trong phạm vi chiều dày của lớp cát đó có trừ đi phần cọc chiếm chỗ (có kể đến gđn):
Ntc5 = (65,07 – 2.3,14.0,52).8,0.0,9391 = 477,063(T).
-Trọng lượng lớp cuội sỏi 6 trong phạm vi chiều dày của lớp cát đó có trừ đi phần cọc chiếm chỗ (có kể đến gđn):
Ntc6 = (65,07 – 2.3,14.0,52).3,0.1,076 = 205(T).
-Trọng lượng tiêu chuẩn cọc trong phạm vi khối móng quy ước :
Ntcc = 3,14.0,52.28,8.2,5 = 56,52(T).
-Trọng lượng khối móng quy ước:
Ntcqư = + Ntcc
= 601,247+125,73+431,054+411,182+477,063+205+56,52 (T)
=2307,8 (T)
Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối quy ước:
Nztc = Nz0tc + Ntcqư = 297.68 + 2307.8 = 2605.48(T).
Mômen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy khối quy ước:
Mtc = M0tc + Q0tc.(28,8 + 2,0) = 4.86 + 0.9(28.8 + 2) = 32.58(Tm).
Độ lệch tâm:
ex = = = 0.0125 (m)
áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước:
= ; =
stcmax = 40.35(T/m2).
stcmin = 39.73(T/m2).
stctb = 40.04(T/m2).
Cường độ tính toán của đất nền ở đáy khối móng quy ước:
Theo Tezraghi:
Lớp 8 có j = 350, tra bảng có:
Ng = 48; Nq = 33,3; Nc = 46,1
ng = 1 - 0,1.LM/BM = 1 - 0,1x9.705/6.705 = 0.86
nq = 1
nc = 1 + 0,2.LM/BM = 1 + 0,2x9.705/6.705 = 1.29
g = 1,98.
q = = 1,81x31,8 = 57,56 T/ m2.
=T/m3
đ T/m2
Kiểm tra điều kiện áp lực tiêu chuẩn đáy móng
Điều kiện ứng suất lớn nhất không vượt quá nhiều áp lực tiêu chuẩn(20%), ứng suất trung bình không vượt quá áp lực tiêu chuẩn để thoả mãn điều kiện khống chế biến dạng dẻo dưới đáy móng, do tính toán với TTGH II nên cho phép vượt qua áp lực tiêu chuẩn bởi vì móng chịu tải trọng lệch tâm. Nền đất dưới móng có biến dạng dẻo nhỏ, có thể tính toán độ lún theo lí thuyết nền biến dạng tuyến tính. Tính toán độ lún theo phương pháp cộng lún từng lớp.
stctb Ê [P]
stcmax Ê 1,2.[P]
40.04 Ê 1095.4(T/m2)
40.35 Ê 1,2x1095.4 = 1314.5(T/m2)
+ ứng suất bản thân tại đáy lớp đất lấp 1:
sbtz=1,2 = 1,2x1,6 = 1,92(T/m2).
+ ứng suất bản thân tại cao trình mực nước ngầm lớp sét yếu 2 :
sbtz=1,2+3,0 = 1.92 + 6.8x1.82 = 7,38(T/m2).
+ ứng suất bản thân tại cao trình đáy lớp đất sét yêú 2:
sbtz=1,2+3,0+3,8 = 7,38 + 3,8.0,792 = 10,39(T/m2).
+ Tại đáy lớp đất sét pha 3:
sbtz=1,2+3,0+3,8+7,5 = 10,39 + 7,5.0,9051 = 17,178(T/m2).
+ ứng suất bản thân tại cao trình đáy lớp đất cát pha 4:
sbtz=1,2+3,0+3,8+7,5+6,5 = 17,178 + 6,5.0,9962 = 23,653(T/m2).
+ ứng suất bản thân tại cao trình đáy lớp cát bụi:
sbtz=1,2+3,0+3,8+7,5+6,5+8,0 = 23,653 + 8,0.0,9391 = 31,166(T/m2).
+ ứng suất bản thân tại cao trình -33,0(m) thuộc lớp cát hạt trung: (đáy khối quy ước)
sbtz=1,2+3,0+3,8+7,5+6,5+8,0+3,0 = 31,166 + 3.1,076 = 34,394(T/m2).
+ ứng suất gây lún ở đáy khối quy ước :
sglz=0 = stctb - sbt = 40,83 – 34,394 = 6,436(T/m2).
+ ứng suất gây lún độ sâu z dưới đáy khối quy ước :
sglzi = K0i.sglz=0 (T/m2).
Chia đất nền dưới đáy khối quy ước thành các lớp có chiều dày bằng nhau và bằng 0,2.BM = 0,2.6,705 ằ 1,35(m). Ta có bảng tính toán sau :
Điểm
Độ sâu
z(m)
LM/BM
2z/BM
K0
sglzi
(T/m2)
sbtzi
(T/m2)
Ei
(T/m2)
hi
(m)
Si(m)
0
0
1,447
0,00
1,000
6,463
34,394
4000
1,35
0,0093
1
1,35
1,447
0,403
0,973
6,238
35,685
4000
1,35
2
2,7
1,447
0,805
0,852
5,506
36,976
4000
1,35
Tại điểm 0 có :
sglz=0 = 6,463(T/m2) < 0,2.sbtz=0 = 0,2.34,394 = 6,879(T/m2).
ị giới hạn nền lấy tại điểm 0 là trọng tâm đáy khối quy ước.
Độ lún của nền theo công thức sau,và giá trị có được từ bảng tính :
Thoả mãn điều kiện lún tuyệt đối S = 0,93cm Ê Sgh = 8cm.
Cát bụi
Cuội sỏi
Cát pha
Sét pha
Sét yếu
Đất lấp
Cốt thiên nhiên
MNN
V.5 Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc:
- Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện đâm thủng: vẽ tháp đâm thủng thì đáy tháp nằm trùm ra ngoài trục các cọc. Như vậy đài không bị đâm thủng.
- Lớp Bêtông lót đáy đài, giằng dùng vữa Ximăng cát, gạch vỡ hoặc đá 4x6, M75# dày 100mm.
Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện đâm thủng: vẽ tháp đâm thủng thì đáy tháp nằm trùm ra ngoài trục các cọc. Như vậy đài không bị đâm thủng.
Tính toán mômen và thép đặt cho đài cọc:
+ Mômen tương ứng với mặt ngàm I-I :
MI = r1.P1
Với : P1=Pmax = 219.93(T); r1 =1.5- = 1.2(m).
MI = 1,2.219.93 = 263.916 (Tm).
Cốt thép đài được tính toán theo cấu kiện chịu uốn, bố trí cốt thép theo một phương, phương chịu mômen thì cốt thép đặt lớp dưới, phương còn lại đặt theo cấu tạo ở lớp trên.
Số liệu tính toán cốt thép đài cọc:
Bê tông đài mác M300#; Rn = 130(kG/cm2);
thép AII có Ra =2800 Kg/cm2.
+ Cốt thép theo phương Y, đặt dưới:
Dự kiến dùng thép F28 nên chiều cao làm việc:
h0 = 200-30 = 170cm.
Ta có: Fa== = 61.6(cm2)
Chọn 13ặ28 có Fa = 80,05(cm2), khoảng cách giữa tim 2 cốt thép cạnh nhau là a= 150(mm), bố trí thành một lớp, Chiều dài mỗi thanh bằng 4900(mm).
+ Cốt thép theo phương X, đặt trên theo cấu tạo ặ16, a = 250mm; Chiều dài mỗi thanh bằng 1900(mm).
VI. Thiết kế móng F-3:
VI.1 Chọn vật liệu làm cọc:
Bê tông mác 300, Rn = 130 (Kg/cm2).
Cốt thép chịu lực nhóm AII có Ra = 2800 (Kg/cm2).
Cốt đai nhóm AI có Ra=2300 (Kg/cm2).
Đường kính cọc chọn d = 1,0m, mũi cọc cắm vào lớp cát trung dưói cùng 3 m.
Diện tích tiết diện cọc: F =p.d2/4 = 3.14x0.82/4 = 0.5024m2.
Diện tích cốt thép: Fa = m.F = 0.01x0.5024 = 0.005024m2
Sơ bộ chọn các kích thước: chiều cao đài móng là hđ = 2,0 m; đáy đài được đặt ở độ sâu -4,2so với cốt ±0,00. Chân cọc cắm sâu vào lớp cuội sỏi (lớp đất 6) đoạn 3 m. Đập vỡ bêtông đầu cọc cho chừa cốt thép ra một đoạn 70cm và ngàm vào đài. Phần cọc ngàm vào đài 30 (cm), Tổng chiều dài cọc là (0,7+0,3+28,8) = 29,8 m.
V.2 Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi:
Dựa vào kết quả đã tính ở trên cho cọc móng F-2
Dựa vào kết quả tính sức chịu tải của nền theo điều kiện độ bền vật liệu làm cọc Pv và theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT là PSPT ta có: Pđ = 560(T) > Pv = 524.4(T) > PSPT = 366.67(T). Do vậy ta chọn PSPT = 366.67(T) để tính toán cọc.
V.3. Xác định số lượng cọc khoan nhồi:
Ta có áp lực tính toán do phản lực đầu cọc tác dụng lên đáy đài : Vì khoảng cách tránh ảnh hưởng ứng suất là >3d cho nên giả thiết P sẽ được truyền trong hình vuông có cạnh là 3d, đồng thời giả thiết là áp lực đáy móng phân bố đều và bằng với sức chịu tải của cọc, do giả thiết này là không đúng, cho nên khi tính toán được số cọc sơ bộ cần phải tăng số cọc lên để phù hợp với mômen lệch tâm, phù hợp với áp lực tiêu chuẩn Rtc tác dụng xuống đáy móng để tính toán độ lún khi kiểm tra TTGH về độ lún.
Ptt = == 63.66(T)
Diện tích sơ bộ của đáy đài:
FSB = == 11.43 (m2).
Trong đó:
Ntt0 - lực dọc tính toán xác định tại đỉnh đài, lấy giá trị lớn nhất khi tổ hợp tải trọng; Ntt0 = 387.16 (T).
h : chiều sâu đặt đáy đài kể từ cốt thiên nhiên, h = 4,2 m
n : hệ số vượt tải n = 1,1
gtb : là trị trung bình trọng lượng riêng của đài và đất trên các bậc đài, tạm lấy
gtb = 2(T/m3).
Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài và đất trên các bậc:
NttSB = n.FSB. h.gtb = 1.1x11.4x4.2x2 = 105.34 (T)
Số lượng cọc sơ bộ:
nc = = = 1.37 cọc
Chọn thực tế n'c = 2 cọc để bố trí cho móng
Khoảng cách từ tim cọc đến mép đài ³ 0,7d = 70cm lấy bằng 100cm, khoảng cách từ mép đài đến mép cọc ³ 0,25m; Mặt bằng bố trí cọc cho móng như hình vẽ sau:
Từ mặt bằng bố trí cọc ta có diện tích đáy đài thực tế là:
Ftt = 2.5 = 10(m2).
Trọng lượng của đài và đất trên các bậc đài sau khi bố trí cọc:
Nttđ = n.Ftt. hđ.gtb = 1.1x10x4.2x2 =92,4(T)
Lực dọc tính toán xác định đến đỉnh đài:
Ntt = N0tt + Nttđ = 387.16 + 92,4 = 479.56(T).
Vì móng chịu tải lệch tâm, lực truyền xuống cọc được xác định theo công thức sau:
Ptt max,min =
Trong đó:
n’c = 2 là số lượng cọc trong móng.
Mtt : là mô men uốn tính toán tương ứng , ta có :
Mtt = M0tt + Q0tt.hđ = 2.33 + 2x2 = 6.33 (T.m)
Hđ = 2,0m là chiều cao đài.
ymax (m): khoảng cách từ tim cọc biên đến trục x.
yi(m): khoảng cách từ trục cọc thứ i đến các trục đi qua trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại mặt phẳng đáy đài (xem sơ đồ bố trí cọc). Thay số vào ta có :
Ptt max,min = = 239.78 2.11(T)
Pttmax = 241.89 (T).
Pttmin = Ptttb = 237.67 (T).
Trọng lượng tính toán của cọc: Pc = 28.8x3.14x0.42x2.5x1.1 = 62.172(T).
Kiểm tra lực truyền xuống cọc :
Pttmax + Pc = 241.89 + 62.172 = 304.062 (T) < PSPT = 388(T) : Thoả mãn điều kiện lực truyền xuống cọc; Chênh lệch lực truyền xuống cọc và sức chịu tải của cọc khá nhỏ nên chọn cọc có đường kính và chiều sâu chôn cọc như trên là đạt yêu cầu.
Mặt khác Pttmin = 237.67 (T) > 0 nên ta không phải tính toán kiểm tra theo điều kiện chống nhổ .
V.4 Kiểm tra nền móng cọc theo điều kiện biến dạng:
MNN
Cốt thiên nhiên
Đất lấp
Sét yếu
Sét pha
Cát pha
Cuội soir
Cát bụi
Với quan niệm nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất bao quanh, tải trọng của móng được truyền trên diện rộng hơn, xuất phát từ mép ngoài cọc tại đáy đài và nghiêng một góc a.
jtb = = 22,6250.
Vậy a = 22,6250/4 = 5,6560
Chiều dài đáy khối móng quy ước:
LM = 3,0 + 2.1,0/2 + 2.28,8.tg5,6560 = 9,705(m).
Chiều rộng đáy khối móng quy ước:
BM=1+2.28,8. tg5,6560 = 6,705(m).
Diện tích đáy khối quy ước: FM = LM.BM = 9,705.6,705= 65,07(m2)
Chiều cao khối móng quy ước (kể từ mũi cọc đến cốt thiên nhiên) là:
HM = 33-1,2 = 31,8(m).
Lớp
Tên đất
h
(m)
N30
e
D
gđn
(KN/m3)
IL
m
(MPa-1)
E0 (Mpa)
2
Sét yếu
6,8
11
1,159
2,71
7,92
0,944
0,17
5
3
Sét pha
7,5
20
0,834
2,66
9,051
0,286
0,1
12
4
Cát pha
6,5
25
0,656
2,65
9,962
0,333
0,09
14
5
Cát bụi
8
17
0,757
2,65
9,391
-
0,13
10
6
Cuội sỏi
15
67
0.61
2.68
11.76
-
0,03
26
* Xác định trọng lượng của khối móng quy ước :
-Trong phạm vi đế đài trở lên đến cốt thiên nhiên xác định theo công thức :
Ntc1 = FM.h.gtb = 1,1.65,07.4,2.2 = 601,247(T).
-Trọng lượng đất sét yếu 2 trong phạm vi từ cao trình đáy đài đến đáy lớp sét đó có trừ đi phần cọc chiếm chỗ (có kể đến phần gđn từ cốt -4,2m trở xuống):
Ntc2 =(65,07 – 2.3,14.0,52).2,5.0,792 = 125,73(T).
-Trọng lượng đất sét pha 3 trong phạm vi chiều dày của lớp sét đó có trừ đi phần cọc chiếm chỗ (có kể đến gđn):
Ntc3 = (65,07 – 2.3,14.0,52).7,5.0,9051 = 431,054(T).
-Trọng lượng đất cát pha 4 trong phạm vi chiều dày của lớp cát đó có trừ đi phần cọc chiếm chỗ (có kể đến gđn):
Ntc4 = (65,07 – 2.3,14.0,52).6,5.0,9962= 411,182(T).
-Trọng lượng lớp cát bụi 5 trong phạm vi chiều dày của lớp cát đó có trừ đi phần cọc chiếm chỗ (có kể đến gđn):
Ntc5 = (65,07 – 2.3,14.0,52).8,0.0,9391 = 477,063(T).
-Trọng lượng lớp cát hạt trung 6 trong phạm vi chiều dày của lớp cát đó có trừ đi phần cọc chiếm chỗ (có kể đến gđn):
Ntc6 = (65,07 – 2.3,14.0,52).3,0.1,076 = 205(T).
-Trọng lượng tiêu chuẩn cọc trong phạm vi khối móng quy ước :
Ntcc = 3,14.0,52.28,8.2,5 = 56,52(T).
-Trọng lượng khối móng quy ước:
Ntcqư = + Ntcc
= 601,247+125,73+431,054+411,182+477,063+205+56,52 (T)
=2307,8 (T)
Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối quy ước:
Nztc = Nz0tc + Ntcqư = 336.67 + 2307.8 = 2644.47(T).
Mômen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy khối quy ước:
Mtc = M0tc + Q0tcx(28.8 + 2) = 2.03 + 1.74x(28.8 + 2) = 55.622 (T.m).
Độ lệch tâm:
ex = = = 0.021(m)
áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước:
= ; =
stcmax = 41.17 (T/m2).
stcmin = 40.11 (T/m2).
stctb = 40.64 (T/m2).
Cường độ tính toán của đất nền ở đáy khối móng quy ước:
Theo Tezraghi:
Lớp 8 có j = 350, tra bảng có:
Ng = 48; Nq = 33,3; Nc = 46,1
ng = 1 - 0,1.LM/BM = 1 - 0,1x9.705/6.705 = 0.86
nq = 1
nc = 1 + 0,2.LM/BM = 1 + 0,2x9.705/6.705 = 1.29
g = 1,98.
q = = 1,81x31,8 = 57,56 T/ m2.
=T/m3
đ T/m2
Kiểm tra điều kiện áp lực tiêu chuẩn đáy móng
Điều kiện ứng suất lớn nhất không vượt quá nhiều áp lực tiêu chuẩn(20%), ứng suất trung bình không vượt quá áp lực tiêu chuẩn để thoả mãn điều kiện khống chế biến dạng dẻo dưới đáy móng, do tính toán với TTGH II nên cho phép vượt qua áp lực tiêu chuẩn bởi vì móng chịu tải trọng lệch tâm. Nền đất dưới móng có biến dạng dẻo nhỏ, có thể tính toán độ lún theo lí thuyết nền biến dạng tuyến tính. Tính toán độ lún theo phương pháp cộng lún từng lớp.
stctb Ê [P]
stcmax Ê 1,2x[P]
40.64 Ê 1095.4 (T/m2)
41.17 Ê 1.2x1095.4 = 1314.5 (T/m2)
+ ứng suất bản thân tại đáy lớp đất lấp 1:
sbtz=1,2 = 1,2.1,6 = 1,92(T/m2).
+ ứng suất bản thân tại cao trình mực nước ngầm lớp sét yếu 2 :
sbtz=1,2+3,0 = 1,92 + 3,0.1,82 = 7,38(T/m2).
+ ứng suất bản thân tại cao trình đáy lớp đất sét yêú 2:
sbtz=1,2+3,0+3,8 = 7,38 + 3,8.0,792 = 10,39(T/m2).
+ Tại đáy lớp đất sét pha 3:
sbtz=1,2+3,0+3,8+7,5 = 10,39 + 7,5.0,9051 = 17,178(T/m2).
+ ứng suất bản thân tại cao trình đáy lớp đất cát pha 4:
sbtz=1,2+3,0+3,8+7,5+6,5 = 17,178 + 6,5.0,9962 = 23,653(T/m2).
+ ứng suất bản thân tại cao trình đáy lớp cát bụi:
sbtz=1,2+3,0+3,8+7,5+6,5+8,0 = 23,653 + 8,0.0,9391 = 31,166(T/m2).
+ ứng suất bản thân tại cao trình -33,0(m) thuộc lớp cát hạt trung: (đáy khối quy ước)
sbtz=1,2+3,0+3,8+7,5+6,5+8,0+3,0 = 31,166 + 3.1,076 = 34,394(T/m2).
+ ứng suất gây lún ở đáy khối quy ước :
sglz=0 = stctb - sbt = 42,479 – 34,394 = 8,085(T/m2).
+ ứng suất gây lún độ sâu z dưới đáy khối quy ước :
sglzi = K0i.sglz=0 (T/m2).
Chia đất nền dưới đáy khối quy ước thành các lớp có chiều dày bằng nhau và bằng 0,2.BM = 0,2.6,705 ằ 1,35(m). Ta có bảng tính toán sau :
Điểm
Độ sâu
z(m)
LM/BM
2z/BM
K0
sglzi
(T/m2)
sbtzi
(T/m2)
Ei
(T/m2)
hi
(m)
Si(m)
0
0
1,447
0,00
1,000
8,085
34,394
4000
1,35
1
1,35
1,447
0,403
0,973
7,867
35,685
4000
1,35
2
2,7
1,447
0,805
0,852
6,888
36,976
4000
1,35
0,0133
3
4,05
1,447
1,208
0,687
5,554
38,268
4000
1,35
4
5,4
1,447
1,611
0,541
4,374
39,56
4000
1,35
Tại điểm 0 có :
sglz=2,7 = 6,888(T/m2) < 0,2.sbtz=0 = 0,2.36,976 = 7,395(T/m2).
ị giới hạn nền lấy tại điểm 2 là trọng tâm đáy khối quy ước.
Độ lún của nền theo công thức sau,và giá trị có được từ bảng tính :
Thoả mãn điều kiện lún tuyệt đối S = 1,33cm Ê Sgh = 8cm.
V.5 Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc:
- Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện đâm thủng: vẽ tháp đâm thủng thì đáy tháp nằm trùm ra ngoài trục các cọc. Như vậy đài không bị đâm thủng.
- Lớp Bêtông lót đáy đài, giằng dùng vữa Ximăng cát, gạch vỡ hoặc đá 4x6, M75# dày 100mm.
Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện đâm thủng: vẽ tháp đâm thủng thì đáy tháp nằm trùm ra ngoài trục các cọc. Như vậy đài không bị đâm thủng.
Tính toán mômen và thép đặt cho đài cọc:
+ Mômen tương ứng với mặt ngàm I-I :
MI = r1.P1
Với : P1=Pmax = 241.89 (T); r1 =1,5- = 1,2(m).
MI = 1.2x241.89 = 290.268 (T.m).
Cốt thép đài được tính toán theo cấu kiện chịu uốn, bố trí cốt thép theo một phương, phương chịu mômen thì cốt thép đặt lớp dưới, phương còn lại đặt theo cấu tạo ở lớp trên.
Số liệu tính toán cốt thép đài cọc:
Bê tông đài mác M300#; Rn = 130(kG/cm2);
thép AII có Ra = 2800 Kg/cm2.
+ Cốt thép theo phương Y, đặt dưới:
Dự kiến dùng thép F28 nên chiều cao làm việc:
h0 = 200 - 30 = 170cm.
Ta có:Fa = = = 67.76 (cm2)
Chọn 16ặ28 có Fa = 98,53(cm2), khoảng cách giữa tim 2 cốt thép cạnh nhau là a= 120(mm), bố trí thành một lớp, Chiều dài mỗi thanh bằng 4900(mm).
+ Cốt thép theo phương X, đặt trên theo cấu tạo ặ16, a = 250mm; Chiều dài mỗi thanh bằng 1900(mm).
Cốt thép cổ móng bố trí như cốt thép ở tiết diện chân cột (xem bản vẽ khung KC-04; KC-05)
VII. Kiểm tra độ lún lệch giữa móng F-2 và F-3:
Độ lún tuyệt đối của các móng:
+ móng F-2 có SF2 = 0,93cm;
+ móng F-3 có SF3 = 1,33cm.
Vậy ta có độ lún lệch tương đối:
D== = 0,00055 < 0,001.
Trong đó L = 720cm là khoảng cách giữa 2 móng. Vậy độ lún lệch tương đối giữa hai móng đảm bảo.