Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc

Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc

Tải bản đầy đủ - 0trang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

KHOA XÂY DỰNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009-2014

ĐỀ TÀI : CAO ỐC VĂN PHỊNG HÀ ĐƠNG- HÀ NỘI



- Vì cọc chịu tải theo 2 phương nên ta có :

P1= Pttmax = 2496 kN

P3 = Pttmin = 2114 kN



9221,2 361,9×1 402,29×1

+

2

4

4×1

4×12

P2 =

= 2315,4 kN



9221,2 361,9×1 402,29×1

+

4×12

4×12

P4 = 4

=2295 kN

+ So sánh:

P1 + P2 = 2496+2315,4= 4811,4(kN)

P3 + P4 = 2114+2295= 4409(kN)

 P1 + P2> P3 + P4

P2 + P3 = 2315,4+ 2114= 4429,4(kN)

P1 + P4 = 2496+ 2295= 4791 (kN)

 P2 + P3< P1 + P4

+ Mômen tương ứng tại mặt ngàm I-I :

MI = r1.(P1 + P4)

r1 = 1– 0,7/2 = 0,65 (m)

MI = 0,654791= 3114,2 (kN.m).

+ Mômen tương ứng tại mặt ngàm II-II :

MII = r2.(P1 + P2)

r2 = 1– 0,7/2 = 0,65 (m)

MII = 0,654811,4 = 3127,4(kN.m).

4.2.2.Tính tốn cốt thép cho đài cọc :

- Cốt thép của đài cọc được bố trí theo hai phương, một lớp trên và một lớp

dưới.

- Cốt thép theo phương X đặt dưới được tính tốn cho mômen MI

Chọn a = 30cm,thép chịu lực CII



h 0 =200-30=170cm



MI

3114, 2 �106

m 



=0,023

R b bh 02 14,5 �3200 �1700 2



  1  1  2 m  1  1  2 �0,023  0,0235

Diện tích diện tiết ngang cốt thép chịu MII



As =



ξR b bh o 0,0235×14,5× 3200×1700

=

= 6620mm 2

Rs

280

= 66,2cm2



GVHD:TS PHẠM ĐỨC CƯỜNG.

PHẦN NỀN MĨNG



SVTH:NGUYỄN VIẾT HỰU _ LỚP 2010X6

Trang 124



TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

KHOA XÂY DỰNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009-2014

ĐỀ TÀI : CAO ỐC VĂN PHỊNG HÀ ĐƠNG- HÀ NỘI



Chọn 2120 có As = 66 cm2

Chiều dài một thanh thép dài:

l' =l-2.a bv =3,2-2.0,1=3m

Khoảng cách các cốt thép cần bố trí là:

b' =b-2.a bv =3,2-2.0,1=3m

Khoảng cách giữa hai trục cốt thép cách nhau:

b'

3

a=

=

=0,150m=150mm

n-1 21-1

Chọn 2120 khoảng cách a = 150mm.

- Cốt thép theo phương Y đặt trên được tính tốn cho mômen MII



M II

3127 �106

m 



 0,0233

R b bh 02 14,5 �3200 �17002



  1  1  2 m  1  1  2 �0,0233  0,0235

 R bh 0,0235 �14,5 �3200 �1700

As  b o 

=6620mm 2

Rs

280

= 66,2cm2

Chọn 2120 có As = 66 cm2

Chiều dài một thanh thép dài:

l' =l-2.a bv =3,6-2.0,1=3m

Khoảng cách các cốt thép cần bố trí là:

b' =b-2.a bv =3,2-2.0,1=3m

Khoảng cách giữa hai trục cốt thép cách nhau:

b'

3

a=

=

=0,150m=150mm

n-1 21-1

Chọn 2120 khoảng cách a = 150mm.

VII. THIẾT KẾ MĨNG M2 (TRỤC 2-B) :

Tải trọng tính tốn tổng cộng tác dụng tính đến mặt đài móng M2 là :



N 0tt



kN

9579,6



tt

M 0x



kN.m

262,38



tt

M 0y



kN.m

80,85



tt

Q0x



kN

25,3



tt

Q0y



kN

-0,6



Giá trị tải trọng tiêu chuẩn được xác định bằng cách lấy giá trị tải trọng tính tốn chia

cho hệ số vượt tải trung bình n=1,2:



N 0tc



kN

7983



tc

M 0x



kN.m

218,65



tc

M 0y



kN.m

67,38



tc

Q0x



kN

21,1



tc

Q0y



kN

-0,5



1. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trên mặt bằng:

Áp lực tính tốn giả định tác dụng lên đáy đài do phản lực đầu cọc gây ra là.

PCtt

3885,82

tt

p =

=

= 674,6kN / m 2

(3.d)2 (3.0,8)2

GVHD:TS PHẠM ĐỨC CƯỜNG.

PHẦN NỀN MÓNG



SVTH:NGUYỄN VIẾT HỰU _ LỚP 2010X6

Trang 125



TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

KHOA XÂY DỰNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHĨA 2009-2014

ĐỀ TÀI : CAO ỐC VĂN PHỊNG HÀ ĐƠNG- HÀ NỘI



Diện tích sơ bộ đáy đài là

N0tt

9579,6

A d = tt

=

= 15,42m 2

p - n.γ bt .h d' 674,6 -1,2.22.2

hd’: chiều cao đài.

n: hệ số vượt tải n = 1,2

bt: là trị trọng lượng riêng trung bình của bê tơng và đất trên đài,

tb =22(KN/m3).

- Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài và đất trên đài :

Nttsb = n.Asb. hd’.bt = 1,215,42222 = 814,17(kN).

- Số lượng cọc sơ bộ:

N 0tt + N sbtt

9579,6 + 814,17

nc =

.m =

1,2 = 2,67

tt

PC

3885,82

(cọc)



Với m là hệ số kể đến ảnh hưởng của momen , chọn m= 1,2

Ta chọn số cọc là n’c =4 (cọc) bố trí cho móng.

- Khoảng cách giữa các tim cọc  2,5d = 20 (cm); Khoảng cách từ tim cọc đến

mép đài  0,7d = 60 (cm) .Mặt bằng bố trí cọc cho móng như hình vẽ sau:



Mặt bằng bố trí cọc

2. Kiểm tra điều kiện lực max truyền xuống cọc dãy biên:

2.1. Xác định tải trọng tại đáy đài :

- Từ mặt bằng bố trí cọc ta có diện tích đáy đài thực tế là:

GVHD:TS PHẠM ĐỨC CƯỜNG.

PHẦN NỀN MÓNG



SVTH:NGUYỄN VIẾT HỰU _ LỚP 2010X6

Trang 126



TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

KHOA XÂY DỰNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHĨA 2009-2014

ĐỀ TÀI : CAO ỐC VĂN PHỊNG HÀ ĐÔNG- HÀ NỘI



Ftt = 3,23,2= 10,24(m2).

- Trọng lượng của đài sau khi bố trí cọc:

Nttđ = n.Ftt. hđ’.bt= 1,210,24225 = 614,4(kN).

-Trọng lượng đất lấp trên đài :

N dltt = n.(b.l dl )h dl .γ dl = 1,2.(3,2.3,2).2.17 -1,2.0,7.0,7.17.2 = 397,8kN



- Lực dọc tính tốn xác định đến cốt đế đài:

N tt = N 0tt + N dtt + N dltt = 9579, 6 + 614, 4 + 397,8 = 10591,8kN



- Mơ men tính tốn xác định tương ứng với trọng tâm diện tích các cọc tại mặt

phẳng đế đài:

tt

tt

M ttx = M 0x

+ Q oy

.h d' = 262,38 + 25,3.2 = 312.98kN.m



tt

M tty = M 0y

+ Q ttox .h d' = 80,85 - 0,6.2 = 79,65kN.m



2.2. Xác định lực truyền lên các cọc:

Vì móng chịu tải lệch tâm theo hai phương nên lực truyền xuống cọc được xác

định theo công thức sau:

tt



P



tt

max,min



M tt .y

N tt M .x

= ' ± n'y max ± n'x max

nc

�x i2

�yi2

i=1



i=1



Trong đó:

n’c = 4 là số lượng cọc trong móng.

xmax, ymax- khoảng cách từ tim cọc biên đến trục Y, X. (xmax= 1,2m ; ymax= 1,2m)

xi, yi - khoảng cách từ trục cọc thứ i đến các trục Y, X. (xem sơ đồ bố trí cọc).

Thay số vào ta có:

Pttmax,min



10591,8 312,98.1 79,65.1

±

±

4

4.12

4.12

=



Pttmax = 2746,1(kN)

Pttmin = 2549,8(kN)

Ptttb = 2648 (kN)

2.3.Kiểm tra điều kiện lực max truyền xuống cọc :

- Điều kiện kiểm tra : Pttmax + Pc< PSPT

Pc : Trọng lượng tính tốn của cọc kể từ đáy đài :Pc =n.Ap.Lc.c

Lc = 35,8 (m) ,c : Trọng lượng riêng của cọc(cọc ở dưới mực nước ngầm lấy

c=15kN/m3)

=> Pc = 1,2 0,5024x35,815 = 323,7 kN

GVHD:TS PHẠM ĐỨC CƯỜNG.

PHẦN NỀN MÓNG



SVTH:NGUYỄN VIẾT HỰU _ LỚP 2010X6

Trang 127



TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

KHOA XÂY DỰNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHĨA 2009-2014

ĐỀ TÀI : CAO ỐC VĂN PHỊNG HÀ ĐÔNG- HÀ NỘI



- Kiểm tra lực truyền xuống cọc:

tt



Pttmax+ Pc = 2746,1 + 323,7 = 3069,8 kN < Pc = 3885,82 (kN).

� Thoả mãn điều kiện lực truyền xuống cọc.



Vậy tận dụng được khả năng chịu tảI của cọc , số cọc đã chọn là hợp lý

Mặt khác Pttmin = 2716,5(kN) > 0 nên ta khơng phải tính tốn kiểm tra theo điều

kiện chống nhổ.

3. Tính tốn nền móng cọc theo trạng thái giới hạn 2

3.1. Kiểm tra điều kiện áp lực ở đáy móng quy ước:

1.1. Xác định kích thước khối móng quy ước:

Độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún của nền khối móng qui ước. Có

mặt cắt như hình vẽ.



GVHD:TS PHẠM ĐỨC CƯỜNG.

PHẦN NỀN MÓNG



SVTH:NGUYỄN VIẾT HỰU _ LỚP 2010X6

Trang 128



TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

KHOA XÂY DỰNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009-2014

ĐỀ TÀI : CAO ỐC VĂN PHỊNG HÀ ĐƠNG- HÀ NỘI



Khối móng quy ước

Trong đó







tb

4 góc mở rộng của khối móng quy ước từ mép ngồi cọc tại đáy đài.



Khi tính tốn cọc theo điều kiện hạn chế áp lực đất qua mặt bên của cọc, dưới

tác dụng của tải trọng động đất, lấy giá trị của góc ma sát trong tính tốn  giảm như

sau: đối với động đất tính tốn cấp 7 giảm 2 độ. Đỉnh gia tốc nền tại Hà Đông– Hà Nội





ag=0,892



tra Phụ Lục K TCXDVN 375-2006 quy đổi ra cấp động đất là VII.

hi

ji0

φ 0 giảm

φi .h i

Lớp Đất

�φi .h i �h i

i

(m)



GVHD:TS PHẠM ĐỨC CƯỜNG.

PHẦN NỀN MÓNG



SVTH:NGUYỄN VIẾT HỰU _ LỚP 2010X6

Trang 129



TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

KHOA XÂY DỰNG



2

3

4

5

6

7



9,5

7,2

14,9

13,2

33

33



�φ .h

i



φ tb =



α=



�h



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009-2014

ĐỀ TÀI : CAO ỐC VĂN PHỊNG HÀ ĐƠNG- HÀ NỘI



7,5

5,2

12,9

11,2

31

31



i



=



2,7

9,1

9

6

7

2



20,25

47,32

116,1

67,2

217

62



529,81



35,8



529,81

= 14,80

35,8



i



φ tb 14,80

=

= 3,70

4

4



Kích thước đáy khối qui ước:

LM = BM = (2+0,8)+ 2.3,8.tag3,70 = 7,68 m

H= 35,8m là khoảng cách từ đáy đài đến mũi cọc.



1.2. Tải trọng tại đáy móng quy ước:

- Trọng lượng tiêu chuẩn của khối móng qui ước từ cốt đáy đài đến cốt mặt đài

là:



tc

N1M

= L M .BM .h.γ = 7,68.7,68.2.15 = 1769,5(KN)



-Trọng lượng tiêu chuẩn đất lấp trong phạm vi từ mặt nền thiên nhiên đến đỉnh

đài.

tc

N 2M

= LM.BM .h dl .γ dl = (7,68.7,68 - 0,7.0,7).0,5.7 + (7,68.7,68 - 0,7.0,7).1,5.17 = 1512(KN)



- Trọng lượng tiêu chuẩn của khối móng quy ước từ đáy đài đến chân cọc trừ đi

trọng lượng đất bị cọc chiếm chỗ:

tc

N3M

= (L M .BM - n c Fc )lγc . 'IIM

= (7,68.7,68 - 4.0,5024).35,8.7,7 = 16204(kN).

Lớp

Đất

2

3

4

5

6

7

GVHD:TS PHẠM ĐỨC CƯỜNG.

PHẦN NỀN MÓNG



gi

(kN/m3)

9,37

6,36

6,37

9,4

8,3

9



hi

(m)

2,7

9,1

9

6

7

2



gi.hi

(kN/m2)

25,3

57,88

57,33

56,4

58,1

18



SVTH:NGUYỄN VIẾT HỰU _ LỚP 2010X6

Trang 130



TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

KHOA XÂY DỰNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009-2014

ĐỀ TÀI : CAO ỐC VĂN PHỊNG HÀ ĐƠNG- HÀ NỘI



Tổng



291,01



γ .h

291, 01

γ 'IIM = � i i =

= 7,7

lc

37,8

(kN).



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



N ctc = n c .Fc .l1c .γ bt

Trong đó :

lc=35,8m: Chiều dài cọc nằm dưới mực nước ngầm.

N ctc = 4.0,5024.35,8.15 = 1079



(kN).



- Vậy tổng trọng lượng khối móng qui ước :

tc

tc

tc

tc

N qu

= N1M

+ N 2M

+ N 3M

+ N ctc = 1769,5 +1512 +16204 +1079 = 20564,5kN



- Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối móng quy ước:

Ntc = Ntc0 + Ntcqư = 7983 + 20564,5= 28547,5 (kN).

- Mômen tiêu chuẩn tương ứng với trọng tâm đáy khối móng quy ước:

tc

tc

M Ytc = M oY

+ Q 0x

(lc + h d ) = 80,85 - 0,6.(37,8 + 2) = 56,97kN.m

tc

tc

M Xtc = M ox

+ Q0Y

(lc + h d ) = 262,38 + 25,3.(37,8 + 2) = 1269,3kN.m



Trong đó :

- Độ lệch tâm theo trục X:

M Y tc

56,97

=

= 0,002m

tc

N

28547,5



ex =



- Độ lệch tâm theo trục Y:

eY =



M X tc 1269,3

=

= 0,044m

N tc

28547,5



- áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ước:



p



tc

max

min



N tc � 6.e X

6.e Y �

=



±





L M .BM � L M

BM �



tc =

p max

min



28547,5 � 6.0,002 6.0,044 �



±





7,68.7,68 � 7,68

7,68 �



tc

p max

= 501,4 kN/m2

tc

p min

= 466,6kN/m2



p tctb = 484 kN/m2

GVHD:TS PHẠM ĐỨC CƯỜNG.

PHẦN NỀN MÓNG



SVTH:NGUYỄN VIẾT HỰU _ LỚP 2010X6

Trang 131



TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

KHOA XÂY DỰNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009-2014

ĐỀ TÀI : CAO ỐC VĂN PHỊNG HÀ ĐƠNG- HÀ NỘI



1.3. Kiểm tra điều kiện áp lực ở đáy móng quy ước :

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



m1.m 2

K tc .(A.B . + B.H .’’ + D.C ) -’ .H

RM =

M II

M

II

II

II

0

Trong đó:

+ Ktc = 1 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đối

với đất

+ Tra bảng 3-1 (sách “Hướng dẫn đồ án nền và móng”) ta có:

m1 = 1,4 vì nền đáy khối móng qui ước là cuội sỏi.

m2 = 1,0 vì cơng trình khơng thuộc loại tuyệt đối cứng.

+ Trị tính tốn thứ hai của góc ma sát trong lớp cuội sỏi là II = 33o - 20 = 310

tra bảng ta có

3-2 (sách “Hướng dẫn đồ án nền và móng”) ta có:

A = 1,065 ; B = 5,26 ; D = 7,67.

CII = 0 vì nền đất ở đáy khối móng qui ước là lớp cuội sỏi.

+ Trọng lượng riêng đất dưới đáy khối móng quy ước: II = đn9 = 9 (kN/m3).

+ HM = 39,8 (m) : chiều sâu đáy khối móng qui ước đến cos sàn tầng trệt.

+ Trọng lượng riêng trung bình đất từ đáy khối móng quy ước trở lên cos tự

nhiên

γ ''II 



�γ h

�h

i i

i



Vậy :



γ ''II =



Các giá trị i , hi được cho trong bảng sau

gi

hi

gi.hi

Lớp

3

Đất

(kN/m )

(m)

(kN/m2)

1

17

1,5

25,5

1

7

1,9

13,3

2

9,37

3,3

25,3

3

6,36

9,1

57,88

4

6,37

9

57,33

5

9,4

6

56,4

6

8,3

7

58,1

7

9

2

18

Tổng

42,8

311,81



�γ h

�h

i



i



i



=



311,81

= 7,83

39,8



(kN/m3).



Ta xác định được RM như sau :

GVHD:TS PHẠM ĐỨC CƯỜNG.

PHẦN NỀN MÓNG



SVTH:NGUYỄN VIẾT HỰU _ LỚP 2010X6

Trang 132



TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

KHOA XÂY DỰNG



1, 4.1

RM = 1



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHĨA 2009-2014

ĐỀ TÀI : CAO ỐC VĂN PHỊNG HÀ ĐƠNG- HÀ NỘI



× (1, 065x7, 68x9 + 5, 26x39,8x7,83 + 0)



= 2398 (kN/m2).



- Điều kiện kiểm tra áp lực ở đáy móng qui ước:

tc



p max

�1, 2.R M



� tc

p tb �R M



tc



p max

= 501, 4(kN / m 2 ) < 1, 2.R M = 1, 2× 2398 (kN / m 2 )



� tc

p = 484(kN / m 2 ) < R M = 2398(kN / m 2 )

 � tb



Vậy điều kiện áp lực dưới đáy móng qui ước đã thoả mãn.



1.4. Kiểm tra điều kiện biến dạng:

- ứng suất bản thân tại đáy khối móng quy ước :



σ btz = H M =



n=8



�γ .h

i



i



= 311,81(kN / m 2 )



i =1



- ứng suất gây lún ở đáy khối móng quy ước:

tc

bt

 gl

z0 ptb   zHM



= 484-311,81= 172,19(kN/m2).

- ứng suất gây lún độ sâu Zi dưới đáy khối móng quy ước :

glzi = Koi.glz=0 KN/m2.

- Chia đất nền dưới đáy khối quy ước thành các lớp có chiều dày bằng nhau và

thỏa mãn hi  BM/4 = 7,68/4 = 1,92 (m) và đảm bảo mỗi lớp chia là đồng nhất. Chọn

hi = 1,9 (m)

- Ta có bảng tính ứng suất như sau :

Điểm z (m)

2z/b

l/b

Ko

0

1

2

3

4

5

6



0

1.9

3.8

5.7

7.6

9.5

11.4



0

0.4948

0.9896

1.4844

1.9792

2.474

2.9688



1

1

1

1

1

1

1



1

0.9054

0.6745

0.4432

0.2905

0.2049

0.1502



σglzi



σbt



0,2. σbt



172.19

155.9

116.14

76.312

50.016

35.289

25.869



311.81

328.91

346.01

363.11

380.21

397.31

414.41



62.362

65.782

69.202

72.622

76.042

79.462

82.882



- Ta thấy tại điểm 4 ở độ sâu Z = 7,6 (m) so với đáy khối quy ước có :

glz = 50,016 (kN/m2) < 0,2.btz = 76,042(kN/m2).

GVHD:TS PHẠM ĐỨC CƯỜNG.

PHẦN NỀN MÓNG



SVTH:NGUYỄN VIẾT HỰU _ LỚP 2010X6

Trang 133



TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

KHOA XÂY DỰNG



ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KSXD KHÓA 2009-2014

ĐỀ TÀI : CAO ỐC VĂN PHỊNG HÀ ĐƠNG- HÀ NỘI



 giới hạn nền lấy tại điểm 6, do đó độ lún của nền xác định như sau :

3



h i 3 gl

β0i gl

.σ � zi

.σ zi.h i



E

i=1

i

S=

= 0,8 E i i=1

, trong đó E = 32 MPa = 32000 (kN/m2).

S=



0,8.2



172,19



50,016



90000 .( 2 +155,9+116,14+76,312+ 2 )

= 0,00816 (m) = 0,816(cm).

- Vậy độ lún tuyệt đối của móng M1 đảm bảo S = 0,816 (cm) < Sgh = 8 (cm).

- Ta có biểu đồ ứng suất gây lún và ứng suất bản thân như sau :



GVHD:TS PHẠM ĐỨC CƯỜNG.

PHẦN NỀN MÓNG



SVTH:NGUYỄN VIẾT HỰU _ LỚP 2010X6

Trang 134



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×