1. Trang chủ >
  2. Kỹ thuật >
  3. Kiến trúc - Xây dựng >

Giá trò tính tóan

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.51 MB, 311 trang )


TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA-TP.HCM



GVHD : THS.NGUYỄN QUỐC THÔNG



Qu = Qs + Qp ;

b.1/ Xác đònh Qs :

- Tính ma sát giửa cọc và đất .

+ Dùng bảng tính excel ta tính được fs ở bảng sau :

Bảng tính fs

ο

ϕ()

Lớp i γ đn

c

Tagϕ ks=1-sinϕ z(m) σh li(m) fsi(T/m2) fsi.li(T/m)

(T/m2)



5

TK

5



0.89 28038’ 0.28

7

0.92 15048’ 0.9

7

0,89 28038’ 0.28

7



0.55



0.52



0.28



0.727



0.55



0.52



26.2 15.5 17.7

6

28.4 25.3 2.2

1

48.5 34.5 20.1



4.73

6.05











13.31



10.15



204.01



Σfsi.li = 301.04T



Tr ong đó :









83.72



fi= σ'hi ×tgϕai + Ca

σ'hi=k.σh=ko.σh= (1 - sinϕai)σ'h

σ i + σ i +1 γ i hi + γ i +1 hI +1

=

σh=

2



2



li : chiều dày lớp đất



u : chu vi xung quanh cọc

Qs= u ∑ ( f si .li ) = π × 1,5 × 301,04 = 1418,62 Tấn.

b.2/ Xác đònh Qp :

- Cường độ chòu tải của đất ở mủi cọc :

qp = c.Nc + σvp.Nq + γ.d.Nγ

- Mủi cọc nằm trong lớp đất 5 có ϕ = 28038’ ; c= 0,28 T/m2 , (tra bảng 4.3

trang 56 sách Nền Móng của Tiến sỉ Châu ngọc n )

ta được Nq = 18,9 ; Nc = 32,9 : Nγ = 17 .

σvp = γđn.z = 0,897 × 40 = 35,88 T/m2.

qp =0,28 × 32,9 + 35,88 × 18,9 + 0,897 × 1,5 × 17 = 710,22 (T/m2) .

π × 1,52

× 710,22 = 1255,06 T.

Qp = Ap.qp =

4

Qs Qp 1418,62 1225,06

+

=

+

Qa =

= 1117,66 T.

2

3

2

3



Sức chòu tải của cọc :

P = min(Pvl ,Qa) = min(1228 ; 1117,66) = 1117,66 T.

4/ Xác đònh số lượng cọc và bố trí cọc.

a/ Ước tính số lượng cọc

nc = k.



1878

Ntt

≈ 2 cọc .

= 1,2 ×

1117,66

P



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KSXD-DDCN



- Trang 18 -



SVTH : LÊ NGỌC TUẤN



TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA-TP.HCM



150

125

0



Vậy ta chọn 2 cọc .

b/Bố trí cọc

Cách bố trí cọc như hình vẽ.

Chọn khoảng cách giữa hai cọc

3d = 4,5m

khoảng cách từ mép đài đến

tâm cọc là d = 1,25m



GVHD : THS.NGUYỄN QUỐC THÔNG



1500

120 450

0

0

1200



5/ Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc.

a/Theo phương thẳng đứng.

y



P(x,y) =



150

125

0



∑N ± M ×x ± M × y

150 .

n

∑x

∑y

n



i =1



x



n



2

i



i =1



1500

2500



2

i



150



Trong đó :



∑ N =tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc.



n= số lượng cọc trong móng.

Mx = moment của tải ngoài quanh trục x , đi qua trọng tâm của các

tiết diện cọc.

My = moment của tải ngoài quanh trục y ,đi qua trọng tâm của các tiết

diện cọc.

x, y = tọa độ cọc cần xác đònh tải tác dụng trong hệ tọa độ xy của

móng .

xi , yi = tọa độ cọc thứ i trong hệ tọa độ trục xy của móng.



∑ N + M × x + M × y 1878 6,1x2,25

Pmax = n

=

+

= 940,35 T.

4 × 2,25

4

∑x ∑y

∑ N + M × x + M × y 1878 6,1x2,25

Pmin = n

=

= 937,64 T.

4 × 2,25

4

∑x ∑y

y



n



i =1



x



2

i



n



i =1



y



n



i =1



2



2

i



x



2

i



n



i =1



2

i



2



Ta có Pmax = 940,35< PTK = 1117,66 (T)

Pmin = 937,64< Pnh = 0,8 Qs = 0,8 × 1418,62 = 1134,9 (T)

Vậy cọc đủ khả năng chòu lực.

b/ Theo phương ngang .

Từ lực ngang và moment tác dụng ở đầu cọc,ta phân tích chuyển vò ngang ,

moment và lực cắt dọc theo chiều dài cọc .Chuyển vò ngang lớn nhất phải nhỏ hơn

chuyển vò ngang khống chế bởi điều kiện kỹ thuật của công trình xây dựng .



-



Tính moment uốn M dọc theo cọc và chuyển vò ngang của cọc ở cao trình

đỉnh cọc vàlực ngang H tác đông của cọc . Cọc có đường kính d= 1,5m.



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KSXD-DDCN



- Trang 19 -



SVTH : LÊ NGỌC TUẤN



TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA-TP.HCM



GVHD : THS.NGUYỄN QUỐC THÔNG



Chiều dài cọc chôn trong đất L = 40m. Lực H và moment uốn My đặt tại

đỉnh trên cọc.

Nhận xét : Dựa vào bảng giá trò nội lực tại chân

móng ta lấy cặp nội lực nguy hiểm nhất để kiểm tra

theo phương ngang cho cọc.(coi liên kết giữa đài và cọc là ngàm)

Ta có lực ngang Hy = 105,1 Tấn. Mômen ở chân cột M= 6,1Tm

Ta lấy tổng lực ngang H chia cho số cọc để được lực ngang tác dụng lên 1 cọc:

105,1

Hx

H=

=

= 52,55 T.

n

2



Moment uốn M = 0Tm.

Moment quán tính tiết diện ngang của cọc :

π .d 4 π × 1,54

=

= 0,248 m 4 .

I=

64



H



M

y



64



- Độ cứng tiết diện ngang của cọc :

Eb.I = 3,1 × 106 × 0,248 = 77,04 × 104 Tm2.

- Chiều rộng qui ước bc của cọc :

bc = d+ 1 =1,5 + 1 = 2,5 m.

(theo TCXD205-1998 , khi d ≥ 0,8 m thì bc = d+1 m,

khi d < 0,8 m thì bc = 1,5d + 0,5 m).

Nền đất quanh cọc có 3 lớp , để thiên về an toán và đơn giản trong tính toán ta

chọn lớp đất yếu làm đặc trưng tính toán ,đó là lớp cát ( cát trung đến nhuyển lẩn

đất bột ), tra bảng G1 (TCXD205-1998) ta có K = 500 T/m.

- Hệ số biến dạng :

αbd =



5



K .bc

500 × 2,5

=5

= 0,277 m-1 .

Eb .I

77,04 × 104



- Chiều dài tỉnh đổi của phần cọc trong đất :

le = αbd.40 = 0,277 × 40 = 11,08 .

Tra bảng G2 (TCXD 205 –1998 được A 0 =2,441; B 0 = 1,621 ; C 0 = 1,751.

- Các chuyển vò δHH ;δHM ; δMH ; δMM của cọc ở cao trình đỉnh cọc , do các ứng lực đơn

vò đặt ở cao trình này :

δHH



=



1

. A0

α .E b .I

3

bd



δHM = δMH



1

× 2,441

0,277 × 77,04 × 104



×



3



=



1

.B0

2

α bd .E b .I

=



1

.C 0

α bd .E b .I

=



=



=



1,49 10-4 m/T .



1

× 1,621

2

0,277 × 77,04 × 104



×



=



-4



−1



0,274 10 T .



1

−1

× 1,751

×

-5

0,277 × 77,04 × 104

= 0,82 10 (Tm) .



δMM

=

Moment uốn và lực cắt của cọc tại cao trình đỉnh cọc :

H 0 = 52,55 T.

M 0 = HlO = 0 Tm.

- Chuyển vò ngang y 0 và góc xoay ψ 0 tại cao trình đỉnh cọc :

y 0 =H 0 .δHH+M0.δHM = 52,55 × 1,49 × 10 −4 + 0 × 0,247 × 10-4 = 78,3 × 10-4m

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KSXD-DDCN



- Trang 20 -



SVTH : LÊ NGỌC TUẤN



TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA-TP.HCM



GVHD : THS.NGUYỄN QUỐC THÔNG



≈ 7,8 mm.

ψ 0 =H 0 .δMH+M0.δMM=52,55 × 0,247 × 10 + 0 × 0,82 × 10 −5 = 12,9 × 10 −4 rad

-4



-



Chuyển vò của cọc ở cao trình đặt lực ngang H

H l 3o

M l 2o

∆n = yo+ψ 0 lo+

+

= 78,3 × 10 −4 m.

3Eb I

2 Eb I



- p lực tính tóan σz (T/m2), moment uốn Mz (Tm) , lực cắt Qz (T) , trong các tiết

diện của cọc được tính theo công thức sau :

ψ0

M0

H

K

C1 + 3 0 .D1 )

σz = α .z e ( y 0 × A1 − α .B1 + 2

α bd .E b I

α bd .E b I

bd

bd

2

Mz = α bd .E b I.y 0 .A 3 - α bd .E b I. ψ 0 .y 0 .B 3 + M0.C3 +



H0

.D3 .

α bd



Qz = α bd .E b I.y 0 .A4- α bd .E b I.ψ 0 .B4+ α bd M0.C4 + H0.D4 .

3



2



Trong đó :

ze : chiều sâu tỉnh đổi , ze = α bd .z ;

Các giá trò A1, A3, A4 , B1, B3 , B4 , C1 , C3 , C 4 , D1 , D3 , D4 : tra trong bảng

G3 (TCXD 205-1998).

- Dùng bảng tính exel ta tính được

< >Mômen uốn My dọc thân cọc

z(m)

Ze

A3

B3

C3

D3

My

0

0

0

0

1

0

0.00E+00

-1.80

0.5

-0.021

-0.005

0.999

0.5

8.65E+01

-2.89

0.8

-0.085

-0.034

0.992

0.799

1.22E+02

-3.97

1.1

-0.222

-0.122

0.96

1.09

1.38E+02

-5.05

1.4

-0.455

-0.319

0.866

1.358

1.35E+02

-6.14

1.7

-0.808

-0.691

0.646

1.566

1.13E+02

-7.22

2

-1.295

-1.314

0.207

1.646

7.46E+01

-8.66

2.4

-2.141

-2.663

-0.941

1.352

-1.38E+00

-10.1

2.8

-3.103

-4.718

-3.408

0.197

-1.00E+02

-12.63

3.5

-3.919

-9.544

-10.34

-5.854 -2.97E+02

-14.44

4

-1.614

-11.731

-17.919

-15.076 -3.05E+02

Momen

-400



-200



0



200



0

-5

-10



Momen



-15

-20

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KSXD-DDCN



- Trang 21 -



SVTH : LÊ NGỌC TUẤN



TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA-TP.HCM



GVHD : THS.NGUYỄN QUỐC THÔNG



< >lực cắt QZ dọc thân cọc

Z(m)

Ze

A4

0

0

0

-1.80

0.5

-0.125

-2.89

0.8

-0.32

-3.97

1.1

-0.603

-5.05

1.4

-0.967

-6.14

1.7

-1.396

-7.22

2

-1.848

-8.66

2.4

-2.339

-10.1

2.8

-2.346

-12.63

3.5

1.074

-14.44

4

9.244



B4

0

-0.042

-0.171

-0.443

-0.91

-1.943

-2.578

-4.228

-6.023

-6.789

-0.358



C4

0

-0.008

-0.051

-0.183

-0.479

-1.036

-1.966

-3.973

-6.99

-13.692

-15.611



D4

1

0.999

0.989

0.946

0.821

0.529

-0.057

-1.592

-4.445

-13.826

-23.14



Qz(T)

5.26E+01

3.97E+01

2.40E+01

6.18E+00

-1.14E+01

-3.02E+00

-4.33E+01

-6.11E+01

-7.51E+01

-7.12E+01

-3.55E+00



Lực cắt



-100



-50



0



50



100



0

-5

Lực cắt



-10

-15

-20

< >ng suất σ z dọc thân cọc

Z(m)

Ze

A1

0

0

1

-1.80

0.5

1

-2.89

0.8

0.997

-3.97

1.1

0.987

-5.05

1.4

0.955

-6.14

1.7

0.882

-7.22

2

0.735



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KSXD-DDCN



B1

0

0.5

0.799

1.095

1.379

1.633

1.823



- Trang 22 -



C1

0

0.125

0.32

0.604

0.974

1.421

1.924



D1

0

0.021

0.085

0.222

0.456

0.812

1.308



σz(T/m2)

0.00E+00

-5.03E+00

-6.29E+00

-6.63E+00

-6.37E+00

-5.85E+00

-5.28E+00



SVTH : LÊ NGỌC TUẤN



TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA-TP.HCM



-8.66

-10.1

-12.63

-14.44



2.4

2.8

3.5

4



GVHD : THS.NGUYỄN QUỐC THÔNG



0.347

-0.385

-2.928

-5.853



1.874

1.49

-1.272

-5.941



2.609

3.128

2.463

-0.927



2.105

3.288

4.98

4.548



-3.23E+00

-3.03E+00

6.44E+00

2.57E+01



ng suất

0

-20



-5



0



20



40



-10



ng suất



-15

-20



6/Tính lún móng theo móng khối quy ước .

a/Xác đònh móng khối quy ước :

-Vì cọc xuyên qua lớp đất thứ 5 và lớp thấu kính nên :

ϕ 5h5 + ϕTK hTK

ϕtb =

:

h +h

5



TK



28 38 × 37.8 + 150 48 × 2.2

ϕtb =

=27055.

37.8 + 2.2

0



Góc truyền lực :



ϕ tb 27 055

=

= 6055.

4

4

- Chiều dài của đáy khối quy ước :

LM = L + 2.H.tagα ;

+ Ta có H = 40 m ; L = 6m :

+ Suy ra LM = 6 + 2 × 40 × tag6055= 15,5 m ;

- Chiều rộng của đáy khối quy ước :

BM = B + 2.H.tagα ;

+ Suy ra BM = 1,5 + 2 × 40 × tag6055= 11 m ;

- Chiều cao khối móng quy ước :

HM = 40+ 2,4 = 42,4 m ;

b/Xác đònh trọng lượng của khối quy ước :

- Ta xác đònh trọng lượng của đất trong phạm vi từ mép dưới của đế đài trở

lên:

+ Trọng lượng của đất :



α=



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KSXD-DDCN



- Trang 23 -



SVTH : LÊ NGỌC TUẤN



TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA-TP.HCM



GVHD : THS.NGUYỄN QUỐC THÔNG



Nđ = LM.BM.h .γtb ;( γtb : đất và bêtông)

Nđ = 15,5 × 11 × 2,4 × 2 = 818,4 T.

- Trọng lượng của lớp đất 5 (phải trừ đi phần thể tích đất bò cọc chiếm chổ )

π ×d2 × ×

tc

N 5 = (15,5 × 11 - 2 ×

) h γđn5=

2

π × 1,52

tc

N 5 = (15,5 × 11 -2 ×

) × 37,8 × 0,897 = 5541,4 T.

2



- Trọng lượng của lớp đất thấu kính (phải trừ đi phần thể tích đất bò cọc

chiếm chổ )

π ×d2 × ×

tc

N 5 = (15,5 × 11 - 2 ×

) h γđn5=

2

π × 1,52 ×

tc

N 5 = (15,5 × 11 - 2 ×

) 2,2 × 0,927 = 333,3 T.

2



- Trọng lượng của 4 cọc trong phạm vi móng khối quy ước :

π × 1,52 ×

N ctc = 2 × 40 ×

2,5 = 706,86 T ;

2



- Suy ra trọng lượng khối móng quy ước :

tc

tc

tc

N qu = Nđ + N 5 + N ctc + NTK

= 818,4+ 5541,4+ 706,86 + 333,3 = 7399,96 T .

- Trò tiêu chuẩn lực dọc xác đònh đến đáy khối quy ước :

tc

tc

N tc = N 0 + N qu = 1565 + 7399,96 = 8965 T .

- Moment tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy khối quy ước :

tc

M tc = M 0 = 52,8 Tm .

- Độ lệch tâm e

.

M tc

e = N = 52,8 = 5,9 10-3 m .

tc

8965



- p lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước :

tc

σ max,min =



8965

6 × 0,0059

N tc

6.e

(1 ±

)

(1 ±

) =

15,5 × 11

11

LM .BM

LM



tc

σ max = 52,75 T/m2 ;

tc

σ min = 52,41 T/m2 ;

tc

σ tb = 52,58 T/m2 ;



- Cường độ tính tóan của đất ở đáy khối quy ước :

m .m



'

1

2

Rm = K ( A.BM .γ + B.H M .γ + D.c) ;

tc



γ , γ’ : Trò tính tóan thứ hai của trọng lượng riêng đất tuần tự dưới đáy khối

quy ước và từ đáy khối quy ước trở lên .

Ở đây lấy Ktc = 1 ;

Vì đất dưới móng khối quy ước là đất cát lẫn bụi , tra bảng 2.2 trang 65 sách

NỀN và MÓNG của tác giả Nguyễn Văn Quảng ta được

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KSXD-DDCN



- Trang 24 -



SVTH : LÊ NGỌC TUẤN



TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA-TP.HCM



GVHD : THS.NGUYỄN QUỐC THÔNG



m1 = 1,1 ; m2 = 1 ;

Ta có ϕ = 28 38 tra bảng 2.1 (sách trên) được :

A= 1,03 ; B = 5,14 ; D = 7,57 ;

γ = 0,897 T/m3 ;

γ’ = 0,897 T/m3 ;

Rm = 1,1 × 1(1,03 × 11 × 0,897 + 5,14 × 15,5 × 0,897 + 7,57 × 0,28) = 92,12 T.

Thỏa mãn điều kiện :

tc

σ max ≤ 1,2Rn ;

tc

σ tb ≤ Rn ;

0



Vậy ta có thể tính tóan được độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng

tuyến tính.

- p lực bản thân ở đáy khối quy ước :

σ bt = 42,4 × 0,897 = 38,03 T/m2.

- Ứng suất gây lún ở đáy khối quy ước :

tc

σ zgl 0 = σ tb - σ bt = 52,58–38,03 = 14,55 T/m2 .

=

- Chia đất nền dưới đáy khối quy ước thành các lớp bằng nhau và=2,2 m ;

Bảng tính ứng suất gây lún



Điểm



Độ sâu

(m)



LM/BM



2Z/BM



K0



gl

σ zi =14.55K0I σ bt =γh

(T/m2)

(T/m2)



0

0

1.4

0.00

1

14.55

38.03

1

2.2

1.4

0.40

0.972

14.14

40

2

4.4

1.4

0.80

0.848

12.33

41.97

3

6.6

1.4

1.2

0.682

9.92

43.94

4

8.8

1.4

1.6

0.532

7.74

45.92

5

11

1.4

2

0.414

6.02

47.89

bt

gl

Tại độ sâu z = 8,8 m có σ >5 σ zi do đó theo tiêu chuẩn ta chỉ cần tính lún của 4 lớp đất

trên ( Trong bảng trên :

K0 : tra bảng 2.7 trang 69 sách NỀN và MÓNG của tác giả Nguyễn Văn

LM



2z



Quảng phụ thuộc vào B và B ;

M

M

gl

gl

σ zi = K0. σ z =0 ;z : kể từ đáy móng khối quy ước:)

Giới hạn nền lấy ở điểm 5 , ở độ sâu 8,8 m ,kể từ đáy khối quy ước .

- Độ lún của nền :

Lớp thứ

1

2

3



P1I (kg/m2)



3.803

4.0

4.197



P2I (kg/m2)

5.258

5.414

5.43



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KSXD-DDCN



- Trang 25 -



ε 1I

0.571

0.568

0.562



ε 2I

0.552

0.545

0.545



S(cm)

2.6

3.2

2.4



SVTH : LÊ NGỌC TUẤN



TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA-TP.HCM

4

5



4.394

4.592



GVHD : THS.NGUYỄN QUỐC THÔNG

5.386

5.366



0.561

0.558



0.542

0.542



2.6

2.2



Nhận xét : Độ lún của móng s = 13 cm < sgh = 20 cm ,nên chấp nhận được .

7/Cắt thép .

a/ Kiểm tra cốt thép trong cọc :

Dựa vào biểu đồ momen của cọc chòu tải ngang ta có Mmax= 305 Tm

⇒ Lượng cốt thép lớn nhất :

M



305 × 105



F = 0,9 × R × h =

= 67 cm2 < 78,4 cm2

0,9 × 3600 × 140

a

0

Vậy cọc đủ khả năng chòu lực.

b/ Chọn vò trí để cắt thép :

- Ta cắt thép tại tiết diện có moment uốn dọc thân cọc gần bằng 0.

- Chọn tiết diện cách đỉnh cọc 10 m để cắt thép .

c/Kiểm tra lại khả năng chòu lực của cọc tại tiết diện đã cắt thép:

- Sức chòu tải của cọc tại tiết diện đã cắt thép :

Q1 = Ru × Ab = 60 × 17593 = 1055580 KG = 1055,6 Tấn.

- Lực tác dụng lên cọc tại tiết diện đã cắt thép :

Q2 = P -



14181,62

u × f si × l i

= 940,35 –

= 467,47 Tấn .

3

FS



Vì Q1 > Q2 nên tại tiết diện cách đỉnh cọc 10 m , bêtông đủ khả năng chòu

lực .



8/Tính Toán Đài Cọc

a.Kiểm tra chọc thủng của đài:



Điều kiện đâm thủng : p ≤ 0,75Rkbtbho= Q

Ta có : Q= 0,75Rk[2(hc+bc+2ho)]ho =0,75x110x[2(1,2+1,2+2x2)]2= 2112 T

⇒ Q= 2112 T >Ntt=1878 T

Vậy thỏa điều kiện đâm thủng.



b.Tính cốt thép cho đài cọc

− Đài cọc làm việc như một dầm Console ngàm ở mép cột và chòu tác động

của tải trọng là phản lực của cọc hướng lên.

Theo phương Momen M1:

Sơ đồ tính:



1650



P



max



Tính thép trên 1m bề rộng :

Với Pmax= 940,35 (T)



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KSXD-DDCN



- Trang 26 -



SVTH : LÊ NGỌC TUẤN



Xem Thêm
Tải bản đầy đủ (.doc) (311 trang)

×