2 4 tính toán móng công trình ngầm theo trạng thái giới hạn i

60 398 0
2 4  tính toán móng công trình ngầm theo trạng thái giới hạn i

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

2.4 Tính tốn móng cơng trình ngầm theo trạng thái giới hạn I 2.4.1 Móng đơn cột 2.4.1.1 Móng gạch, đá, bê tông, bê tông đá hộc Gạch, đá, bê tông, bê tông đá hộc loại vật liệu chịu kéo kém, phải cấu tạo móng đảm bảo cánh móng khơng bị uốn tác dụng phản lực (móng cứng) Với kích thước đáy móng biết chiều cao móng xác định sau: Bước 1: Tính cường độ tính tốn trung bình đáy móng p tttb = N 0tt + nγ tb h Am (2.36) N ott - tải trọng nén tính tốn tác dụng đỉnh móng γtb - trọng lượng riêng trung bình móng đất móng, thường chọn từ 20÷22 kN/m3 h - chiều sâu chơn móng (Hình 2.8) n - hệ số độ tin cậy trọng lượng vật liệu móng đất móng, n =1,1 Am- diện tích đáy móng, Am = l.b N 0tt b B bc B hb hm α h bb L lc L l Hình 2.31 Xác định chiều cao móng cứng Bước 2: Xác định góc mở giới hạn α Để cánh móng khơng bị uốn phản lực cần khống chế góc mở α hay cotgα = H/L tồn móng hay bậc móng cotgαi =hbi/abi không lớn Trị số giới hạn cotgα phụ thuộc loại móng, mác bê tơng, cường độ tính tốn trung bình đáy móng, tra Bảng 2.11 Bảng 2.12 Bước 3: Xác định chiều cao móng (2.37) hm= max (L[cotgα], B[cotgα]) L= l − lc b − bc , B= 2 bc , lc : bề rộng chiều cao tiết diện chân cột Bước 4: Cấu tạo móng Do điều kiện thi cơng kích thước "viên xây" (gạch, đá hộc ) móng cứng thường cấu tạo dạng bậc Chiều cao bậc móng đá hộc lấy hai dẫy đá xây, phụ thuộc vào kích thước đá, hb = 33 ÷ 60 cm Đối với móng bê tơng đá hộc hb ≥ 30 cm Bảng 2.11 Trị số cotgα = Móng bê tơng Móng đơn Móng băng Mác bê tông < 100 ≥ 100 < 100 ≥ 100 Bảng 2.12 Trị số cotgα = Móng đá hộc bê tông đá hộc mác vữa 50 ÷ 100 10 ÷ 35 ÷ 10 hb móng bê tơng ab Áp lực trung bình đáy móng tải trọng tính tốn gây ≤ 150 kPa > 150 kPa 1,65 2,00 1,50 1,65 1,50 1,75 1,35 1,50 hb móng đá hộc bê tơng đá hộc ab Áp lực trung bình đáy móng tải trọng tính tốn gây ≤ 200 kPa > 200 kPa 1,25 1,50 1,75 1,50 1,75 2,00 2.4.1.2 Móng bê tơng cốt thép Tính tốn móng đơn btct cột theo TTGH1 bao gồm xác định chiều cao móng tính tốn cốt thép đảm bảo móng không bị phá hoại chọc thủng, uốn Chiều cao móng có ảnh hưởng trực tiếp đến diện tích cốt thép u cầu, để có hàm lượng cốt thép hợp lý (không nhỏ yêu cầu cấu tạo lớn) cần chọn, kiểm tra chiều cao móng theo điều kiện chọc thủng tính thép q trình Móng chịu tải tâm trường hợp riêng móng chịu tải lệch tâm, tính tốn hồn tồn tương tự a) Móng chịu tải lệch tâm phương Bước 1: Chọn sơ chiều cao móng hm Giá trị hm ban đầu thực tế chọn xác định áp lực tiêu chuẩn lên Bước 2: Xác định áp lực tính tốn đáy móng Áp lực lên trọng lượng móng đất móng tự triệt tiêu với phần phản lực gây khơng gây dạng phá hỏng móng khơng cần kể đến tính tốn cường độ tính tốn đáy móng Thực tế phân bố áp lực đáy móng phụ thuộc vào biến dạng thân móng Móng đơn bê tơng cốt thép cột có bị uốn chiều dài phần cơng sơn khơng lớn, biến dạng móng nhỏ nhiều so với độ lún Thiên an tồn coi móng tuyệt đối cứng, cường độ tính tốn đáy móng phân bố tuyến tính xác định theo cơng thức Sức bền vật liệu N ott  6e  1 ± ÷ l.b  l  tt tt M o + Q ott h m M = e = tt No N ott tt p max = M ott ,Qott : (2.38) mômen lực cắt đỉnh móng tác dụng theo phương cạnh dài Chú ý: Nếu M ott ,Qott tác dụng theo phương cạnh ngắn móng biểu tt thức tính p max vai trị l b hốn đổi cho Bước 3: Kiểm tra chiều cao móng theo điều kiện chọc thủng Quan niệm tháp chọc thủng xuất phát từ mặt bên chân cột nghiêng góc 450 so với trục đứng, kéo dài đến trọng tâm cốt thép chịu lực (không cho phép tháp chọc thủng vượt trọng tâm cốt thép cốt thép tham gia vào chịu chọc thủng tính tốn để chịu ứng suất kéo mơmen gây móng) Trường hợp móng đỡ cột thép có đế thép khơng cấu tạo sườn coi tháp chọc thủng xuất phát từ cạnh chu vi nằm chu vi tiết diện chân cột chu vi tiết diện đế (Hình 2.32b) tháp chọc thủng a) cột btct Bản đế thép cét thÐp b) Hình 2.32 Xác định tháp chọc thủng a) Móng đỡ cột btct; b) Móng đỡ cột thép Sự chọc thủng xảy theo mặt tháp chọc thủng hay Chú ý mômen với chiều tác dụng (Hình 2.33) ảnh hưởng đến chọc thủng theo mặt tháp chọc thủng 1, không ảnh hưởng đến chọc thủng theo mặt tháp chọc thủng * Kiểm tra chọc thủng theo mặt tháp chọc thủng 1: Điều kiện kiểm tra: (2.39) Nct1 ≤ ∅1 = Rbt.ho.btb Nct1: lực gây chọc thủng, Nct1 = Act.pct Act1: diện tích phần móng nằm phía tháp chọc thủng 1, Act1 ≈ b.lct lct = l − lc − 2h o lc: cạnh dài tiết diện chân cột Nếu tính lct ≤ → đáy tháp chọc thủng trùm cạnh dài đáy móng → Nct1 = → Móng khơng bị phá hoại theo mặt tháp chọc thủng Ntto 45 Mott p ttmin ho hm Qtto 45 pttmax 45 ho lct lc ld l bct ho b bc ho bd bct p ctt ho lct Hình 2.33 Kiểm tra chiều cao móng theo điều kiện chọc thủng pct : cường độ tính tốn trung bình phạm vi Act , tt tt  p ttmax − p p max + p ctt tt tt p ct = , p c = p max −  l   l ÷ ÷ ct  ∅1 : khả chống chọc thủng bê tơng móng theo mặt chọc thủng Rbt: cường độ chịu kéo tính tốn bê tơng móng ho: chiều cao làm việc bê tơng móng, xác định từ đỉnh móng đến trọng tâm cốt thép đặt song song cạnh dài, ho ≈ hm - abv abv: chiều dày lớp bê tông bảo vệ, lấy 3,5 cm làm lớp bê tơng lót đáy móng, cm khơng làm lớp lót btb: trung bình cộng cạnh cạnh mặt tháp chọc thủng 1, b tb = bc + min(b d , b) với bd = bc + 2ho bc: cạnh ngắn tiết diện chân cột * Kiểm tra chọc thủng theo mặt tháp chọc thủng 2: N ct ≤ ∅2 = Rbt.ho.ltb (2.40) tt N ct = A ct p tb A ct - diện tích phần móng nằm phía ngồi tháp chọc thủng 2, A ct ≈ l.bct bct = b − b c − 2h o Nếu tính bct ≤ → đáy tháp chọc thủng trùm ngồi cạnh ngắn đáy móng → Nct2 = → Móng khơng bị phá hoại theo mặt tháp chọc thủng p tttb - tt p max + p ttmin N ott = áp lực tính tốn trung bình, p = l.b ltb - trung bình cộng cạnh cạnh mặt tháp chọc thủng 2, tt tb l tb = lc + min(ld , l) với ld = lc + 2ho Để giảm khối lượng tính tốn, xác định mặt tháp chọc thủng nguy hiểm từ đầu sau: - Nếu pct lct ≥ p tbtt bct chọc thủng xảy theo tháp chọc thủng - Nếu pct lct < p tbtt bct chọc thủng xảy theo tháp chọc thủng Trường hợp khơng thoả mãn điều kiện chọc thủng điều chỉnh cách tăng chiều cao móng, tăng cấp độ bền bê tơng móng, mở rộng tiết diện chân cột đặt lưới thép gia cường sàn nấm (ít sử dụng) Sau xác định chiều cao hm cấu tạo móng vát móng dạng bậc (Hình 2.34) Đối với móng bậc chiều cao bậc móng tra Bảng 2.13 Bảng 2.13 Chiều cao bậc móng Chiều cao móng hm (m) Chiều cao bậc, m h1 h2 h3 Chiều cao móng hm (m) Chiều cao bậc, m h1 h2 h3 0,30 0,30 0,40 0,30 0,30 0,30 0,30 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 0,40 0,40 0,50 0,50 0,50 0,60 0,60 0,60 0,40 0,40 0,40 0,50 0,50 0,50 0,60 0,60 0,30 0,40 0,40 0,40 0,50 0,50 0,50 0,60 h3 h2 h1 hm 0,30 0,40 0,50 0,30 0,40 0,40 0,30 0,40 A 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 Hình 2.34 Cấu tạo móng đơn btct cột a) Móng vát; b) Móng bậc A ≥ 200mm  , với φ đường kính cốt thép chịu lực A ≥ 6φ + 60mm Ví dụ 2.14 tt Móng nơng đỡ cột tiết diện bcxlc = 0,22x0,5m Tải trọng tính tốn đỉnh móng: N = tt tt 900kN, M y = 180kNm, Q x = 108kN Kích thước đáy móng l x b = 2,5 x m, chiều cao móng hm = 0,7m , chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép đáy móng abv = 35 mm Bê tơng móng cấp độ bền B15 Kiểm tra chiều cao móng theo điều kiện chọc thủng Giải Bê tơng móng cấp độ bền B15 có Rbt = 750 kPa Áp lực tính tốn đáy móng: N tt  6.e  tt p max = 1 ±  l.b  l  M tty M 0tty + Q 0ttx h m 180 + 108.0,7 e = tt = = = 0,284m N0 N 0tt 900  6.e  900  6.0,284  1 ±  1 ± = l  2,5.2  2,5   = 302,69 kPa tt p max = tt p max N 0tt l.b tt p = 57,31 kPa > N tt p tt + p ttmin 900 p tttb = = max = = 180 kPa A 2,5.2 Chú ý: tt Cho phép p < phải đảm bảo phần đáy móng bị tách khỏi khơng vượt q 25% diện tích đáy móng) tt N0 tt M0y tt tt pmin h0 700 Q 0x tt pmax Bc.th pctt h0 Lc.th 500 ld l = 2500 b = 2000 Bc.th h0 bd 220 h0 h0 Lc.th Hình 2.35 Kiểm tra chọc thủng l − lc 2,5 − 0,5 − h0 = − 0,665 = 0,335 m 2 tt 302, 69 − 57,31 p tt − p tt ×0,335 = 269,81 kPa p ctt = p max − max ⋅ L c.th = 302, 69 − 2,5 l L c.th = → → ⇒ tt p ctt + p max 269,81 + 302,69 ⋅ L c.th = ⋅ 0,335 = 95,89 kN/m 2 b − bc − 0,22 B c th = − h0 = − 0,665 = 0,225m 2 p tttb ⋅ B c.th = 180.0,225 = 40,5 kN/m tt p ctt + p max ⋅ L c.th = 95,89 kN/m > p tttb Bc.th = 40,5kN / m Sự chọc thủng xảy theo mặt tháp chọc thủng → Lực gây chọc thủng : tt p tt + p max N c.th = c ⋅ L c.th ⋅ b = 98,587.2 = 197,14 kN Khả chống chọc thủng bê tơng móng: Φ = Rbt btb h0 h0 ≈ hm – abv = 0,7 – 0,035 = 0,665 m Do bd = bc + 2h0 = 0,22 + 2.0,665 = 1,55m < b = 2m b c + b d 0,22 + 1,55 = = 0,885m 2 → Φ = Rbt btb h0 = 750.0,885.0,665 = 441,39 kN Kiểm tra điều kiện: Nct = 197,14 kN < Φ = 441,39 kN ⇒ Chiều cao móng thoả mãn điều kiện chống chọc thủng → b tb = Bước 4: Tính thép móng - Sơ đồ tính: Coi cánh móng dầm cơng sơn ngàm tiết diện mép chân cột, bị uốn phản lực Trường hợp móng đỡ cột thép có đế thép khơng cấu tạo sườn coi cánh móng ngàm cạnh chu vi nằm chu vi tiết diện chân cột chu vi tiết diện đế (Hỡnh 2.36) cột btct mặt ngàm tính thép cột thép Bản đế thép mặt ngàm tính thép Hỡnh 2.36 Xỏc định mặt ngàm tính thép a Móng đỡ cột btct; b Móng đỡ cột thép - Diện tích thép u cầu đặt song song theo phương cạnh dài móng: AS1 = Rs M1- M1 0, 9R s h o (2.41) cường độ chịu kéo tính tốn cốt thép trị số mơmen móng mặt ngàm 1-1 (Hình 2.37), tt  2p max + p1tt  M1 =  ÷.b.L   tt  p ttmax − p l − lc tt tt L= , p1 = p max −  l  (2.42)  L ÷ ÷  N 0tt tt p ho M 0tt hm Q 0tt tt p max p1tt B B b bc L lc L l Hình 2.37 Tính thép móng - Diện tích thép yêu cầu đặt song song theo phương cạnh dài ngắn: AS2 = M2 0, 9R s h o (2.43) M2 : Trị số mơmen móng mặt ngàm 2-2, M2 = p tt tb ( b − bc ) l (2.44) Yêu cầu chọn thép: φ ≥ 10mm  100mm ≤ a ≤ 200mm φ - đường kính cốt thép chọn akhoảng cách trọng tâm thép liền kề Diện tích thép tối thiểu theo cấu tạo: φ10 a ≈200 Nếu hai diện tích thép AS1 As2 nhỏ diện tích thép cấu tạo chứng tỏ chiều cao móng chọn thừa, cần giảm hm Ngược lại đường kính cốt thép chọn > φ30 khoảng cách bố trí cốt thép ≈ 100 mm nên tăng hm để giảm đường kính cốt thép Ví dụ 2.15 Sử dụng thép nhóm AII Tính tốn cấu tạo thép cho móng ví dụ 2.14 Giải Thép nhóm AII có Rs = 280 MPa = 28.104 kPa Coi cánh móng dầm cơng sơn ngàm tiết diện mép chân cột, bị uốn phản lực Trị số momen móng mặt ngàm 1-1: tt 2p max + p1tt M1 = ⋅ bL2 tt N0 tt tt l − l c 2,5 − 0,5 M0y Q 0x = = 1m 2 tt tt p − p tt p1tt = p max − max ⋅L l tt tt pmin pmax 302,69 − 57,31 tt = 302,69 − ⋅1 p1 2,5 = 204,54 kPa 2p tt + p tt M1 = max ⋅ bL2 → 2 2.302,69 + 204,54 = ⋅ ⋅ 12 = 269,97 kNm Trị số momen móng mặt ngàm 2-2: 500 L L (b − b c ) B2 tt tt l = 2500 M = p tb l = p tb l (2 − 0,22) = 180.2,5 = 178,22kNm Hình 2.38 Mặt ngàm tính thép Diện tích thép yêu cầu đặt song song theo phương cạnh dài móng: M1 269,97 A S1 = = = 16,11.10 − m = 16,11cm 0,9.R S h 01 0,9.28.10 0,665 700 B 220 B b = 2000 h0 L= Chiều dài thanh: l∗ = l – 2a’ = l – 2.25 = 2500 – 2.25 = 2450 mm Khoảng cách trục cốt thép cạnh nhau: b − 2.( 25 + 15) 2000 − 2.( 25 + 15) 1920 a1 = = = mm n −1 n −1 n −1 Trong đó, n tổng số thép Yêu cầu cấu tạo: 100mm ≤ a1 ≤ 200mm 1920 ⇔ 100 ≤ ≤ 200 n −1 ⇔ 20,2 ≥ n ≥ 10,6 → Chọn 15φ12 có AS1chọn = 15.1,131 = 16,965 cm2 Tính lại h01 = hm – abv – 0,5 φ1 = 0,7 - 0,035 - 0,5.0,012 = 0,659m M1 269,97 A S1 = = = 16,26.10 − m 0,9.R S h 01 0,9.28.10 0,659 A S1 = 16,26cm < A Schon = 16,965cm → đảm bảo 1920 1920 a1 = = = 137,1 mm Chọn a1 = 135 mm n − 15 − Diện tích thép yêu cầu đặt song song theo phương cạnh ngắn móng: M2 A S2 = 0,9.R S h 02 h02 ≈ hm – abv – φ1 = 0,7 – 0,035 – 0,012 = 0,653 m → A S2 = M2 178,22 = = 10,83.10 − m = 10,83cm 0,9.R S h 02 0,9.28.10 0,653 Chiều dài là: b∗ = b – 2a’ = b – 2.25 = 2000 – 2.25 = 1950 mm 10 k1 = k11 = ks.b.l1 = 2912.1,4.0,5 = 2038,4 kN/m k2 = k10 = ks.b.l2 = 2912.1,4.2,4 = 5707,52 kN/m k3 = k4 = k5 = k6 = k7 = k8 = k9 = ks.b.l3 = 2912.1,4.1,8 = 7338,24 kN/m Sử dụng phần mềm Sap 2000 V 7.42 xác định phản lực nút (phản lực lò xo) Điểm x, m Pi ,kN 64,84837 181,5444 2,8 231,9959 4,6 232,0045 6,4 231,2635 8,2 231,7046 10 231,2635 11,8 232,0045 13,6 231,9959 10 15,4 181,5444 11 16,4 64,84837 Sử dụng lời giải lý thuyết bán không gian biến dạng tuyến tính xác định độ lún nút tải trọng tập trung nút tải tập trung tất nút khác gây Tính lại độ cứng lị xo: P Ki = i Si Kết phân tích lần lặp 1: Điểm x, m Pi ,kN Si , m Ki , kN/m 64,84837 0,02735 2371,06 181,5444 0,03483 5212,3 2,8 231,9959 0,03895 5956,25 4,6 232,0045 0,04056 5720,03 6,4 231,2635 0,04119 5614,55 8,2 231,7046 0,04143 5592,68 10 231,2635 0,04119 5614,55 11,8 232,0045 0,04056 5720,03 13,6 231,9959 0,03895 5956,25 10 15,4 181,5444 0,03483 5212,3 11 16,4 64,84837 0,02735 2371,06 46 Gán độ cứng lò xo Ki cho nút, kết phân tích lần lặp 2: Điểm x, m Pi ,kN Si , m Ki , kN/m 100.(Ki-Ki-1)/Ki-1 83,70304 0,03114 2687,96 13,37 189,0735 0,03604 5246,21 0,65 2,8 224,8036 0,03826 5875,68 -1,35 4,6 223,6156 0,03952 5658,29 -1,08 6,4 223,8263 0,04015 5574,75 -0,71 8,2 224,9742 0,04044 5563,16 -0,53 10 223,8263 0,04015 5574,75 -0,71 11,8 223,6156 0,03952 5658,29 -1,08 13,6 224,8036 0,03826 5875,68 -1,35 10 15,4 189,0735 0,03604 5246,21 0,65 11 16,4 83,70304 0,03114 2687,96 13,37 Kết phân tích lần lặp 3: Điểm x, m Pi ,kN Si , m Ki , kN/m 100.(Ki-Ki-1)/Ki-1 92,52622 0,03277 2823,5 5,04 186,9491 0,03597 5197,36 -0,93 2,8 220,3137 0,03781 5826,86 -0,83 4,6 221,4901 0,03925 5643,06 -0,27 6,4 223,5277 0,04007 5578,43 0,07 8,2 225,4043 0,04043 5575,17 0,22 10 223,5277 0,04007 5578,43 0,07 11,8 221,4901 0,03925 5643,06 -0,27 13,6 220,3137 0,03781 5826,86 -0,83 10 15,4 186,9491 0,03597 5197,36 -0,93 11 16,4 92,52622 0,03277 2823,5 5,04 Kết phân tích lần lặp 4: Điểm x, m Pi ,kN Si , m Ki , kN/m 100.(Ki-Ki-1)/Ki-1 96,63123 0,03349 2885,38 2,19 184,4989 0,03577 5157,92 -0,76 47 2,8 218,2426 0,03759 5805,87 -0,36 4,6 221,0198 0,03918 5641,14 -0,03 6,4 223,987 0,04011 5584,32 0,11 8,2 226,2589 0,04052 5583,88 0,16 10 223,987 0,04011 5584,32 0,11 11,8 221,0198 0,03918 5641,14 -0,03 13,6 218,2426 0,03759 5805,87 -0,36 10 15,4 184,4989 0,03577 5157,92 -0,76 11 16,4 96,63123 0,03349 2885,38 2,19 Kết phân tích lần lặp 5: Điểm x, m Pi ,kN Si , m Ki , kN/m 100.(Ki-Ki-1)/Ki-1 98,59151 0,03383 2914,32 182,914 0,03563 5133,71 -0,47 2,8 217,4014 0,0375 5797,37 -0,15 4,6 220,974 0,03917 5641,41 6,4 224,2864 0,04014 5587,6 0,06 8,2 226,6834 0,04056 5588,84 0,09 10 224,2864 0,04014 5587,6 0,06 11,8 220,974 0,03917 5641,41 13,6 217,4014 0,0375 5797,37 -0,15 10 15,4 182,914 0,03563 5133,71 -0,47 11 16,4 98,59151 0,03383 2914,32 Kết phân tích lần lặp 6: Điểm x, m Pi ,kN Si , m Ki , kN/m 100.(Ki-Ki-1)/Ki-1 99,53848 0,03398 2929,33 0,52 182,0128 0,03555 5119,91 -0,27 2,8 217,0787 0,03747 5793,4 -0,07 4,6 220,9971 0,03917 5642 0,01 6,4 224,4327 0,04016 5588,46 0,02 8,2 226,8985 0,04059 5590,01 0,02 10 224,4327 0,04016 5588,46 0,02 48 11,8 220,9971 0,03917 5642 0,01 13,6 217,0787 0,03747 5793,4 -0,07 10 15,4 182,0128 0,03555 5119,91 -0,27 11 16,4 99,53848 0,03398 2929,33 0,52 Tại vòng lặp thứ độ cứng lò xo hai vòng lặp liên tiếp coi hội tụ với chênh lệch lớn so với vòng lặp thứ 0,52% Trong thực tế tính tốn dừng vịng lặp thứ chênh lệch lớn ≈ 5% Hình 2.58 Biểu đồ lún c Xác định mơmen, lực cắt móng: Khi phân tích lún quan tâm đến chuyển vị điểm chân cột, chuyển vị dấu khơng cần chia móng q nhỏ vẽ đường cong lún Khi phân tích mơmen, lực cắt móng chúng có dấu thay đổi liên tục, để đảm bảo vẽ biểu đồ mômen lực cắt cần phân chia móng nhỏ tiếp tục chia nhỏ đoạn chia phần phân tích lún làm phần Ta có 41 điểm thay đất lò xo Độ cứng lò xo điểm chưa biết xác định nội suy tuyến tính từ độ cứng lị xo biết phần tính lún Điểm x Ks (kN/m3) 0.25 0.5 0.75 1.45 4184.76 3791.62 3398.48 3005.34 2612.2 2533.89 bi (m) 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 li (m) 0.125 0.25 0.25 0.25 0.35 0.45 Ki (kN/m) 732.33 1327.07 1189.47 1051.87 1279.98 1596.35 49 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 1.9 2.35 2.8 3.25 3.7 4.15 4.6 5.05 5.5 5.95 6.4 6.85 7.3 7.75 8.2 8.65 9.1 9.55 10 10.45 10.9 11.35 11.8 12.25 12.7 13.15 13.6 14.05 14.5 14.95 15.4 15.65 15.9 16.15 16.4 2455.59 2377.28 2298.97 2283.95 2268.93 2253.91 2238.89 2233.58 2228.27 2222.95 2217.64 2217.8 2217.95 2218.11 2218.26 2218.11 2217.95 2217.8 2217.64 2222.95 2228.27 2233.58 2238.89 2253.91 2268.93 2283.95 2298.97 2377.28 2455.59 2533.89 2612.2 3005.34 3398.48 3791.62 4184.76 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.45 0.35 0.25 0.25 0.25 0.125 1547.02 1497.69 1448.35 1438.89 1429.43 1419.96 1410.5 1407.16 1403.81 1400.46 1397.11 1397.21 1397.31 1397.41 1397.5 1397.41 1397.31 1397.21 1397.11 1400.46 1403.81 1407.16 1410.5 1419.96 1429.43 1438.89 1448.35 1497.69 1547.02 1596.35 1279.98 1051.87 1189.47 1327.07 732.33 Tải trọng tác dụng lên móng tải trọng tập trung mơmen tính tốn khơng kể đến trọng lượng móng đất bậc móng Kết chạy Sap2000 V7.42 biểu đồ lực cắt mơmen móng Qmax = 177,57 kN Qmin = -226,75 kN Mmax = 226,71 kNm Mmin = -26,99 kNm 50 2.4.4.4 Kiểm tra chiều cao móng Chiều cao sườn chọn sơ hs = (1/10÷1/8)lnhịp Bản móng làm việc móng đỡ tường Chiều cao móng xác định theo điều kiện chọc thủng theo phương cạnh dài (Hình 2.60) Tháp chọc thủng xuất phát từ cạnh sườn, nghiêng góc 45o so với phương thẳng đứng Để đơn giản thiên an toàn tách để kiểm tra dải móng đỡ cột có lực nén lớn N 0ttmax Chiều dài dải móng lấy phạm vi 0,5 nhịp bước cột liền kề Thành phần môment M tty không gây chọc thủng cho móng nên khơng xét đến Nmax Mox Q0y x hos lnh,i+1 Q0y p tt b Mox 45° hob hb lnh,i hs Nmax p tt max p tt c l c hob bs hob c b Hình 2.60 Kiểm tra chiều cao móng băng theo điều kiện chọc thủng Điều kiện kiểm tra: Nct ≤ Rbt.hob.l l= l nh ,i + l nh ,i +1 Nct : lực gây chọc thủng, Nct = l.c.pct c= b − b s − 2h ob tt  p ttmax − p ttmin  p max + p ctt tt tt .c p ct = , p c = p max −   b   tt tt tt M ox + Q oy h s N  6e  p ttmax = o max 1 ±  , e = l.b  b N ott max → p cttt c h ob ≥ → Chiều cao bản: hb ≈ hob + abv , R bt Yêu cầu cấu tạo hb ≥ 150 mm 51 2.4.4.5 Tính thép móng Bố trí loại cốt thép móng Hình 2.61 As4 As5 As6 As4 As5 As6 As2 As3 As1 As2 As3 a) As1 b) a) mặt cắt ngang, b) mặt cắt qua dầm móng Hình 2.61 Bố trí cốt thép móng băng p 1tt B bs hb hob - Tính As1: Để đơn giản thiên an tồn tách dải móng đỡ cột có lực nén lớn N 0tt max để tính toán Tương tự xác định chiều cao móng xác định áp lực tính tốn đáy móng Quan niệm cánh móng dầm cơng sơn ngàm tiết diện cạnh sườn, bị uốn phản lực (Hình 2.62) p ttmax B b Hình 2.62 Sơ đồ tính thép móng theo phương cạnh ngắn Mơmen mặt ngàm:  2p tt + p1tt M1 =  max   .lB  52  p ttmax − p ttmin b − bs tt tt B= , p1 = p max −  b   .B   Diện tích cốt thép yêu cầu bố trí phạm vi chiều dài dải móng tách ra: A s1 = Mb 0,9R s h ob (2.65) Rs - cường độ chịu kéo tính tốn cốt thép Yêu cầu chọn thép: φ ≥ 10mm  100mm ≤ a ≤ 200mm - Tính As2 , As3: As2 , As3 , As4 đặt để chịu mômen móng tính móng dầm đàn hồi As2 As3 chịu mômen dương gối, As4 chịu môment nhịp Cả sườn tham gia chịu mơmen dương gối Sườn có chiều cao làm việc lớn móng nhiều, có độ cứng chống uốn lớn Để tận dụng khả làm việc sườn phù hợp với phân phối tải trọng theo độ cứng, tính tốn cấu tạo As2 , As3 sau: Bước 1: đặt thép móng theo yêu cầu cấu tạo φ10a200 → As2 Bước 2: tính phần mơmen thép móng chịu (Ms2): ξ= R s As2 ≤ ξR R b bh ob Tra Bảng 2.16 ξ R Nếu ξ ≤ ξ R → αm = ξ(1-0,5ξ) Nếu ξ > ξ R → αm = αR = ξR(1-0,5ξR) M s = α m R b bh ob → Bước 3: tính mơmen thép sườn phải chịu: Ms3 = Mg - Ms2 Mg = max(Mg2 Mg2) M s3 ≤ αR R b b s h s2 Tra Bảng 2.16 α R Nếu α m > α R → tăng kích thước tiết diện sườn bs , hs tăng cấp độ bền αm = bê tông Nếu α m ≤ α R → tra bảng Bảng 2.17 ζ (hoặc ξ) Diện tích cốt thép yêu cầu: As = Ms3 R bξh 03 As = ξR b bs h 03 Rs (2.66) - Tính As4 : 53 Tại nhịp có Mnh > biểu đồ mơmen nằm hồn tồn đường ngang, diện tích thép As4 đặt theo cấu tạo ≥ 2φ12 Tại nhịp có Mnh < 0, As4 tính cấu kiện dầm chữ T tính đơn giản sau: M nh ≤ αR R b bs h 04 Tra Bảng 2.16 α R Nếu α m > α R → tăng kích thước tiết diện sườn bs , hs tăng cấp độ bền bê αm = tông Nếu α m ≤ α R → tra Bảng 2.17 ζ (hoặc ξ) Diện tích cốt thép yêu cầu: As = M nh ξR b bs h 04 As = R b ξh 04 Rs Yêu cầu cấu tạo: tối thiểu 2φ12 Nếu As3 As4 nhỏ phải đặt thép cấu tạo nên giảm kích thước tiết diện sườn - Tính As5 : Đây thép cấu tạo (cốt giá), bố trí chiều cao sườn hs ≥ 600 mm, thường chọn 2φ12 - Tính tốn cấu tạo cốt đai sườn As6 : Lực cắt lớn sườn: Qmax = max (Q i ) Kiểm tra điều kiện bê tơng chịu tồn lực cắt: Q max ≤ R bt b s h os Rbt : cường độ chịu kéo tính tốn bê tơng sườn Nếu thoả mãn bê tơng dầm đủ khả chịu cắt, cốt đai dầm đặt theo cấu tạo: + Trong phạm vi gối tựa:  hs   hs      Khi hs ≤ 450 mm: s ct =   , Khi hs > 450 mm: s ct =   150 500 + Giữa nhịp:  3h s    Khi hs > 300 mm: s ct =   500  Nếu Q max > R bt bs h os gối có lực cắt Q i ≤ R bt b s h os bố trí cốt đai theo cấu tạo, gối có lực cắt Qi > R bt bs h os cần tính tốn bố trí cốt đai sau: Bước 1: chọn đường kính cốt đai số nhánh cốt đai n Xác định bước cốt đai theo tính toán: 54 4ϕ b R bt b s h os s tt = R sw na sw Q2 (2.67) ϕb2 - hệ số xét đến ảnh hưởng loại bê tông; ϕb2 = bê tông nặng bê tông tổ ong; ϕb2 = 1,7 bê tơng hạt nhỏ Rsw - cường độ tính toán cốt đai n - số nhánh cốt đai asw - diện tích tiết diện ngang nhánh cốt đai Bước 2: xác định khoảng cách lớn cho phép cốt đai: s max = ϕ b R bt b s h os Q (2.68) ϕb4 : hệ số 1,5 bê tông nặng 1,2 bê tông hạt nhỏ Bước 3: xác định bước cốt đai yêu cầu: s = min(stt , smax , sct) Bước 3: kiểm tra khả chịu ứng suất nén chính: Q ≤ 0,3ϕ w1ϕ b1R b b s h os (2.69) Rb- cường độ chịu nén tính tốn bê tơng dầm ϕw1- hệ số xét đến ảnh hưởng cốt thép đai vng góc với trục dọc cấu kiện: Es A sw α = E ; µw = b s s b Asw - diện tích tiết diện ngang nhánh đai đặt mặt phẳng vng góc với trục cấu kiện cắt qua tiết diện nghiêng, Asw = n.asw ϕb1- hệ số kể đến khả phân phối lại nội lực loại bê tông khác nhau, ϕb1 = 1- β.Rb β = 0,01 bê tông nặng bê tông hạt nhỏ, 0,02 bê tông nhẹ Rb biểu thức xác định ϕb1 tính MPa Khi điều kiện kiểm tra khả chịu ứng suất nén khơng thoả mãn cần phải tăng kích thước tiết diện sườn, tăng cấp độ bền bê tơng, tăng đường kính cốt đai, tăng nhánh cốt đai giảm bước cốt đai Chú ý: Móng băng phương dãy cột cần phân tích theo hai trường hợp tải gió từ trái sang từ phải sang nhằm xác định nội lực nguy hiểm móng, đảm bảo điều kiện độ lún tuyệt đối độ lún lệch tương đối cột ϕw1 = + 5αµW ≤ 1,3 , 2.4.5 Móng băng giao thoa cột Sự làm việc không gian tượng lún ảnh hưởng hai yếu tố định đến làm việc hệ móng băng giao thoa cột Phương pháp tách 55 thành móng băng phương độc lập để phân tích hay sử dụng phương pháp hệ số khơng đổi phân tích tốn khơng gian dầm đàn hồi cho kết thiếu tin cậy, nên sử dụng thiết kế sơ giai đoạn thiết kế cuối hệ móng khơng gian cần phân tích theo phương pháp hệ số thay đổi Trình tự phân tích móng băng giao thoa (đối với trường hợp tải trọng) theo phương pháp hệ số thay đổi tiến hành giống móng băng phương Sự khác biệt bước xác định trị số hệ số ban đầu Có thể làm sau: - Tách thành móng băng phương độc lập → xác định hệ số ban đầu - Trong phạm vi giao móng băng dọc móng băng ngang, hệ số lấy trung bình cộng hệ số hai móng 2.4.6 Móng bè 2.4.6.1 Phương pháp móng cứng Quan niệm ứng suất tiếp xúc đáy móng phân bố tuyến tính Bước 1: Lựa chọn cấu tạo móng bè dạng phẳng sườn chọn sơ chiều dày bản, tiết diện sườn Bước 2: Xác định hệ số ks sử dụng công thức thực nghiệm Vesic theo lý thuyết tính lún trình bày 2.4.4.3 Bước 3: Chia móng bè thành dải móng theo phương x hay phương y đường trung bình cột Hình 2.63 Bước 4: Kiểm tra điều kiện móng cứng Dải móng coi cứng thoả mãn điều kiện sau: - Tải trọng chân cột không chênh 20% so với tải trọng chân cột liền kề - Bước cột nhỏ 1,75/λ với: λ=4 bk s 4E f I f (2.70) ks - Hệ số b - Bề rộng dải móng Ef - Mơđun đàn hồi bê tơng móng If - Mơmen qn tính diện tích mặt cắt ngang dải móng có bề rộng b 56 Bước 5: Xác định tổng tải trọng nén tính tốn cột truyền xuống (khơng kể đến trọng lượng móng) n N = ∑ N oitt tt i =1 Bước 6: Xác vị trí tổng hợp lực nén cột truyền xuống (không kể đến thành phần mômen lực cắt) - Thiết lập hệ trục toạ độ vng góc (thường chọn gốc toạ độ góc bè) - Xác định toạ độ tổng hợp lực nén: XN ∑N = N tt oi tt x i , YN ∑N = N tt oi tt y i (2.71) Bm bj X Y bi Lm Hình 2.63 Sơ đồ chia dải tính móng bè Bước 7: Xác định trọng tâm diện tích đáy bè: Xb, Yb Bước 8: Mômen tổng tải trọng nén đặt lệch tâm gây ra: M tty = N tt (X N − X b ) , M Xtt = N tt (YN − Yb ) (2.72) Bước 9: Sử dụng công thức Sức bền xác định phản lực góc dải p ttx , y = Iy = M tty x M ttx y N tt ± ± L m Bm Iy Ix (2.73) B m L3m L m B3m I = , x 12 12 57 Lm, Bm : chiều dài bề rộng đáy móng bè x,y : toạ độ điểm xét hệ toạ độ vng góc có gốc trọng tâm tiết diện đáy bè Bước 10: Hiệu chỉnh tải trọng chân cột Cần hiệu chỉnh tải trọng chân cột chưa kể đến lực cắt dải lân cận tác dụng lên - Phản lực trung bình lên đáy dải p tb = pA + pB + pC + pD - Tổng phản lực lên đáy Npl = ptb.bi.li (bi, li: bề rộng chiều dài dải xét) - Hệ số hiệu chỉnh tải trọng nén chân cột: m= N pl N tt - Hiệu chỉnh tải trọng chân cột N mi = m.N oitt pC pB C A D bi B pA pD Nmi Nm2 Nm1 p1 Nmn p2 li Hình 2.64 Xác định tải trọng tính dầm Bước 11: Vẽ biểu đồ mômen, lực cắt cho dải Coi dầm chịu tác dụng lực nén chân cột hiệu chỉnh phản lực 58 - Phản lực lên dầm: p1 = pA + pB p + pC b i , p = B b i 2 - Sử dụng lý thuyết Sức bền vật liệu vẽ biểu đồ mơmen, lực cắt Bước 11: Kiểm tra móng bè theo điều kiện chọc thủng chịu cắt - Móng bè phẳng cần kiểm tra chiều dày bè theo điều kiện chọc thủng: N ct ≤ R bt u tb h o Nct: lực gây chọc thủng, lấy lực nén chân cột kiểm tra (thiên an tồn khơng xét phần phản lực phạm vi đáy tháp chọc thủng) utb: trung bình cộng chu vi đáy đáy tháp chọc thủng, utb xác định phụ thuộc vị trí cột xét utb = uc + 4ho : cột ởgiữa utb = uc + 3ho : cột cạnh utb = uc + 2ho : cột góc (uc : chu vi tiết diện chân cột, ho : chiều cao làm việc bè) - Móng bè sườn cần tính tốn cấu tạo cốt đai sườn móng băng có sườn Bước 12: Tính tốn cốt thép chịu uốn - Móng bè phẳng tính tốn cốt thép cấu tạo sàn khơng dầm - Móng bè sườn tính tốn cấu tạo cốt thép móng băng có sườn 2.4.6.2 Phương pháp hệ số thay đổi Trình tự phân tích móng bè theo phương pháp hệ số thay đổi giống móng băng phương Bước 1: Xác định hệ số ks sử dụng công thức thực nghiệm Vesic theo lý thuyết tính lún trình bày 2.4.4.3 Bước 2: Chia diện tích đáy móng thành chữ nhật tam giác nhỏ Thay đất phạm vi hình chia lị xo 59 SHAPE \* MERGEFORMAT Hình 2.65 Xác định độ cứng lị xo thay Trường hợp diện tích chia hình chữ nhật độ cứng mà lị xo thay góc nhận ks nhân với 1/4 diện tích đó: - Điểm góc (điểm a): k a = k s A abed 60 ... 16 .4 24 55.59 23 77 .28 22 98.97 22 83.95 22 68.93 22 53.91 22 38.89 22 33.58 22 28 .27 22 22. 95 22 17. 64 22 17.8 22 17.95 22 18.11 22 18 .26 22 18.11 22 17.95 22 17.8 22 17. 64 22 22. 95 22 28 .27 22 33.58 22 38.89 22 53.91... 1 521 1901 22 81 26 61 3 041 3 42 1 2, 9 84 25 49 1 9 82 147 3 1963 24 54 29 45 343 6 3 927 44 18 3,853 28 616 123 2 1 847 24 63 3079 3695 43 10 4 926 55 42 4, 8 34 30 707 141 4 21 21 28 27 35 34 42 4 1 49 48 5655 63 62 5, 549 ... 22 53.91 22 68.93 22 83.95 22 98.97 23 77 .28 24 55.59 25 33.89 26 12. 2 3005. 34 3398 .48 3791. 62 41 84. 76 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1 .4 1.4

Ngày đăng: 15/12/2016, 23:35

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan