Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
4 Xác đònh số lượng cọc và bố trí cọc trong móng:

4 Xác đònh số lượng cọc và bố trí cọc trong móng:

Tải bản đầy đủ - 0trang

ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



Ta chọn tổ hợp nguy hiểm nhất là THGH cường độ I

để tính toán có

Hx = 28.438T

My = 381.916Tm

N = 1727.651T

Số lượng cọc được xác đònh sơ bộ theo công thức

sau:

n= β×



trong đó

Hx và My



β



N

Ptt



 1727.6505



 = 3.5 => Chọn n = 6 cọc

 593.873



= 1.2× 



= 1.2 :hệ số kinh nghiệm kể đến ảnh hưởng



5.4.1 Tính toán nội lực cọc:

Ta tính với tổ hợp nguy hiểm nhất.

5.4.1.1 Xác đònh bề rộng tính toán bc:

Ta có: D = 1 > 0.8 nên bề rộng qui ước được tính theo

công thức sau:



bc = D + 1 = 1 + 1 = 2m



5.4.1.2

Ta có:



Tính hệ số K:



h m = 2 × (D + 1) = 2 × (1 + 1) = 4m



Vậy chiều sâu đặt móng nằm trong 2 lớp đất.

Lớp đất 1: Đất sét hữu cơ có h = 2m, IL = 1.32 > 1

Tra bảng G1 ta được K = 50T/m4.



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 51



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



Lớp đất 2a:Đất sét lẫn ít cát mòn có h = 7m, I L < 0

tra bảng G1 ta được K = 600T/m4.

Hệ sô K được tính theo công thức:

K=

=



K1 × h1 × (2 × h m − h1 ) + K 2 × (h m − h1 ) 2

h 2m



50 × 2 × (2 × 4 − 2) + 600 × (4 − 2) 2

= 187.5T / m 4

2

4



5.4.1.3 Xaùc đònh hệ số biến dạng của đất quanh

cọc:

α bd =



5



K × bc 5

187.5 × 2

=

= 0.29

Ec × I

3465289 × 0.04909



(1/m)



Trong đó:

Ec = 33994.5MPa = 3465289T/m2 – Mô đun đàn hồi của

bê tông thân cọc.

I = 0.04909m4 – Mô men quán tính mặt cắt ngang cọc.

5.4.1.4 Xác đònh chuyển vò đơn vò của cọc tại cao

trình mặt đất:

δ0HH - Chuyển vò ngang do H0 = 1 gây ra.

δ0HM - Chuyển vò ngang do M0 = 1 gây ra.

δ0MH - Chuyển vò xoay do H0 = 1 gây ra.

δ0MM - Chuyển vò xoay do M0 = 1 gây ra.



Chiều sâu tính đổi của cọc trong đất:

_



h = α × L = 0.29 × 35 = 10.15m



Trong đó: L = 35m Chiều sâu thực tế cọc hạ trong đất.

_

Tra bảng G2, TCXD205:1998 với h = 10.15m ta được giá trò

của các hệ số:

A0 = 2.441

B0 = 1.621

C0 = 1.751

Các chuyên vò đơn vò của cọc tại cao trình mặt đất

được xác đònh theo công thức:

A0

2.441

=

= 0.000563 m/T

3

α × E b × I 0.29 × 3465289 × 0.04909

B

1.621

δ0HM = δ 0MH = 2 0

=

= 0.00011 m-1

2

α bd × E b × I 0.29 × 3465289 × 0.04909

C0

1.751

δ0MM =

=

= 0.000035 (T.m)-1

α bd × E b × I 0.29 × 3465289 × 0.04909

δ0HH =



3

bd



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 52



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



5.4.1.5



GVHD: PGS_TS



Xác đònh chuyển vò của cọc tại đỉnh cọc:



δ HH - Chuyển vò ngang do Hn = 1 gây ra.

δ HM - Chuyển vò ngang do Mn = 1 gây ra.

δ MH - Chuyển vò xoay do Hn= 1 gây ra.

δ MM - Chuyển vò xoay do Mn = 1 gây ra.

δ PP - Chuyển vò thẳng đứng do Pn = 1 gây ra



Do bệ trụ chôn trong đất nên ta có L0 = 0 , Vậy chuyển

vò của cọc tại đầu cọc cũng là chuyển vò của cọc tại

cao trình mặt đất:

δ HH = δ0HH = 0.000563 m/T

δ HM = δ MH = δ0HM = 0.00011 T-1

δ MM = δ0MM = 0.000035 (T.m)-1

δ PP =



L0 + h

Kd

+

= 2.4986 × 10−5 (m/T)

E × A Ch × A



Trong đó:

L0 = 0 – Chiều dài của cọc trên mặt đất.

:độ cứng chòu uốn của tiết diện cọc với

EF

F = A c = 0.7854 m2

EF = Ec × A c = 3.39945e60.785398

×

= 2.66992e6

= 2.66992e6T

EI



:độ cứng chòu uốn của tiết diện cọc

EI = Ec × I = 3.39945e60.0490874

×

= 166870.0

= 166870.0 T/ m2



h = 35m – Chiều dài cọc chôn sâu trong đất.

Kd =



D 1

= = 0.2 Hệ số xét đến sự giảm biến dạng của

5 5



nền đối với những đáy móng lớn.

C h = K × h = 600 × 35 = 21000T / m 3 - Hệ số nền của đất tại

mũi cọc.

K = 600T/m4 - Hệ số ảnh hưởng của phản lực đất

tại mũi cọc.

⇒ δ PP =



0 + 35

0.2

+

= 2.4986 × 10−5 T/m

3465289 × 0.7854 21000 × 0.8754



5.4.1.6



Xác đònh phản lực tại đỉnh cọc:



ρPP - Phản lực theo phương thẳng đứng do Chuyển vò



thẳng đứng = 1 gây ra.

ρHH - Phản lực ngang do chuyển vò ngang = 1 gây ra.

ρHM - Phản lực ngang do chuyển vò xoay = 1 gây ra.

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 53



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



ρMH - Phản lực Mô men do chuyển vò ngang = 1 gây ra.

ρMM - Phản lực mô men do chuyển vò xoay = 1 gây ra.

1

1

ρPP =

=

= 40022.4T / m

δPP 2.4986 ×10−5

δ MM

3.5 × 10−5

=

= 4606.95 T/m

2

δHH × δMM − δMH

0.00056 × 3.5 × 10−5 − 0.000112

δ HM

0.00011

ρMH = ρ HM =

=

= 14495.9 T/m

2

δ HH × δ MM − δ MH 0.00056 × 3.5 ×10−5 − 0.000112

δ HH

0.00056

ρMM =

=

= 74193.6 T/m

2

δ HH × δ MM − δ MH 0.00056 × 3.5 ×10−5 − 0.000112

ρHH =



5.4.1.7 Xác đònh các phản lực tại các liên kết

của hệ cơ bản:

Xét theo phương ngang cầu:(M x , Hy , NZ)

Ta có bảng đặc trưng hình học của các nhóm cọc:

Nhóm

Số

xn x2 α tgα sinα cosα sin2α cos2α

cọc

cọc

1

2

-3 9

0

0

0

1

0

1

2

2

0

0

0

0

0

1

0

1

3

2

3

9

0

0

0

1

0

1

Trong đó:

Xn – Khoảng cách từ trọng tâm cọc tới trọng tâm

mặt cắt theo phương ngang cầu.

α - Góc xiên giữa trục dọc của cọc với trục thẳng

đứng.

Các phản lực đơn vò được xác đònh theo các công thức

sau:

n



ruu =







 ρ × sin( α ) 2 +

 PP





i =1



n







 ρ × cos( α ) 2

 HH





i =1



= 27613.44

n



rvv =







 ρ × cos( α ) 2 +

 PP





i =1



n







 ρ × sin( α ) 2

 MH





i =1



= 240134.4



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 54



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG

n



rww =







ρ × cos( α ) 2 × ( x ) 2 +

i 

 PP



i =1

n



+ 2×







i =1



GVHD: PGS_TS

n







ρ × sin( α ) 2 × ( x ) 2 ...

i 

 HH



i =1

n



( ρ MH × sin(α ) × xi) + ∑ ( ρ MM )

i =1



= 1.52479e6

n



ruw =







( ρ PP − ρ HH) × xi × sin( α ) × cos( α ) −



i =1



n







( ρ MH × cos(α ))



i =1



= −86785.2



Do hệ đối xứng nên: ruv = rvu = rvw = rwv = 0

5.4.1.7.1

Xeùt theo phương dọc cầu:(M y, Hx , NZ)

Ta có bảng đặc trưng hình học của các nhóm cọc:

Nhóm

cọc



Số

cọc



1



3



xn



x2

2.2

-1.5 5

2.2

1.5

5



α



tg

α



sin

α



cos

α



sin2

α



cos2

α



0



0



0



1



0



1



2

3

0 0

0

1

0

1

Trong đó:

Xn – Khoảng cách từ trọng tâm cọc tới trọng tâm

mặt cắt theo phương dọc cầu.

α - Góc xiên giữa trục dọc của cọc với trục thẳng

đứng.

Các phản lực đơn vò được xác đònh theo các công thức

sau:

rvv = ∑ ki × ρ PP × Cos 2α + ∑ ki × ρ HH × Sin 2α = 6 × 40022.4 × 1 = 240134

ruu = ∑ k i ×ρPP × Sin 2α + ∑ k i ×ρHH Cos 2α = 6 × 4606.95 × 1 = 27641.7

ruw = rwu = ∑ k i × (ρPP − ρHH ) × x × Sinα × Cosα − ∑ k i × ρMH × Cosα

=-6×14495.9×1=-86976



rww = ∑ ki × ρ PP × xn2 × Cos 2α + ∑ ki × ρ HH × xn2 × Sin 2α + 2 × ∑ ki × ρ MH × xn × Sinα + ∑ ki × ρ MM

= 584822



Do hệ đối xứng nên ta có: rvu = ruv = rvω = rωv = 0

5.4.1.8 Xác đònh chuyển vò u, v ,w của bệ cọc:

Ta có bảng các tổ hợp nội lực tại đáy bệ cọc như sau:

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 55



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG

Hy(kN)



GVHD: PGS_TS



TTGH



N(kN)



Mx(kN.m)



Hx(kN)



My(kN.m)



TTGH CĐI



1727.651



28.438



381.916



0.074



0.118



TTGH CĐII



1515.276



0.000



0.000



64.463



637.750



TTGH CĐIII



1679.108



24.713



331.889



24.021



256.835



TTGH SD



1318.596



19.025



255.506



19.422



211.290



TTGH ĐB



1575.954



206.125



736.779



396.074



1255.438



5.4.1.8.1

Xét trường hợp theo phương ngang cầu:

(Mx, Hy , Nz)

Nhóm

cọc

1

2

3



Số

cọc

2

2

2



xn



x2



α



tgα



-3

0

3



9

0

9



0

0

0



0

0

0



sinα cosα sin2α cos2α

0

0

0



1

1

1



0

0

0



1

1

1



Ta xét cho trạng thái giới hạn cường độ I:

M x = 381.916T.m

H y = 28.438T

N z = 1727.6505T



Chuyển vò u, v,w của bệ cọc là nghiệm của hệ phương

trình sau:

v × rvv = N z

u × ruu + w × ruw = H y



240134 × v = 1727.65







u × rwu + w × rww = M x



27641.7 × u − 86976 × w = 28.44

−86976 × u + 1485325.980 × w = 381.916



Giải hệ phương trình ta được:

u = 0.0072m

v = 0.0023m

w = 0.0004rad



Xác đònh nội lực tại đầu cọc:



P n = ρPP × (u × Sinα + (v + x × w) × Cosα)

H n = ρHH × (u × Cosα − (v + x × w) × Sinα) − ρMH × w

M n = ρMM × w − ρMH × (u × Cosα − (v + x × w) × Sinα)



Kết quả nội lực tính toán như bảng sau:

Nhó

Số

(v +

m

xn sin cos u.sin u.cos

Pn

Hn

Mn

coïc

x.w)

coïc

0.002

1

2 -3 0 1

0

0.0060 241.230 4.740 -29.772

3

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 56



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG

2



2



0



0



1



0



3



2



3



0



1



0



GVHD: PGS_TS



0.002

0.0072 287.942 4.740 -29.772

3

0.002

0.0084 334.654 4.740 -29.772

3



Ta nhận thấy nội lực trong nhóm cọc thứ 3 có nội lực

lớn nhất.

Kiểm tra lại các giá trò tính toán:

Nhóm

cọc



Mn



59.544

2

59.544

3

59.544

Tổng 178.63

1

1



P.cos



P.sin



P.x.cos



H.sin



H.cos



H.x.sin



482.459 0.00



1447.377



0.00



9.479



0.00



575.884 0.00



0.000



0.00



9.479



0.00



669.308 0.00 2007.924



0.00



9.479



0.00



1727.65

0.00 560.546

1



0.00



28.438



0.00



P = ∑ P × Cosα − ∑ H × Sinα = 1727.651T

H = ∑ P × Sinα + ∑ H × Cosα = 28.438T

M = ∑ P × x × Cosα + ∑ H × x × Sinα + ∑ M = 381.916T.m



Sai số là 0%.

Tương tự ta tính cho các trạng thái giới hạn khác, ta lập

được bảng sau:

Ta đổi đơn vò sang T, m.

Bảng tính chuyển vò của đài và nội lực lớn nhất tại

đầu cọc

TTGH



N(T)



1727.65

1

1515.27

TTGH CĐII

6

1679.10

TTGH CĐIII

8

1318.59

TTGH SD

6

1575.95

TTGH ĐB

4

TTGH CĐI



Hy(T)



Mx(T.m) v (m)



u(m)



w(rad)



Pn(T)



Hn(T) Mn(T.m)



28.438 381.916 0.0072 0.0023 0.0004 334.654 4.740 -29.772

0.000



0.000 0.0063 0.0012 0.00000 252.546 5.640 -17.745



24.713 331.889 0.0070 0.0021 0.0003 320.445 4.857 -28.196

19.025 255.506 0.0055 0.0019 0.0003 251.017 5.037 -25.791

206.125 736.779 0.0066 0.0087 0.0011 399.939 23.420 -117.358



v – chuyển vò theo phương thẳng đứng, m



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 57



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



u - chuyển vò theo phương ngang, m

w – chuyển vò xoay, rad

Pn, Hn, Mn – nội lực lớn nhất ở đầu cọc: lực dọc, lực cắt,

momen ứng với các trạng thái giới hạn

BẢNG TÍNH CHUYỂN VỊ BỆ CỌC VÀ NỘI LỰC TẠI ĐẦU

CỌC

Xét trường hợp theo phương dọc cầu:(M y, Hx, Nz)

Nhóm

cọc

1

2



Số

cọc

3

3



xn



x2



α



tgα sinα cosα sin2α



-1.5 2.25 0

1.5 2.25 0



0

0



0

0



1

1



cos2α



0

0



1

1



Tính toán cho trạng thái giới hạn cường độ I.

M y = 626.02T.m

H x = 184.48T

N z = 1658.25T



Chuyển vò u, v,w của bệ cọc là nghiệm của hệ phương

trình sau:

v × rvv = N z

u × ruu + w × ruw = H x

u × rwu + w × rww = M y



240134 × v = 1658.25

27641.7 × u − 86976 × w = 0.074







−86976 × u + 58482.98 × w = 0.118



Giải hệ phương trình ta được:

u = 0.000006m

v = 0.0072m

w = 0.000001rad



Xác đònh nội lực tại đầu cọc:



P n = ρPP × (u × Sinα + (v + x × w) × Cosα)

H n = ρHH × (u × Cosα − (v + x × w) × Sinα) − ρMH × w

M n = ρMM × w − ρMH × (u × Cosα − (v + x × w) × Sinα)



Kết quả nội lực tính toán như bảng sau:

Nhóm

cọc



Số

cọc



x



α



Sin

α



Cos

α



(v +

x.w)



1



3



1.5



0



0



1



0.0072



2



3



1.5



0



0



1



0.0072



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 58



Pn(T)

287.8

74

288.0

09



Hn(T

)

0.01

2

0.01

2



MSSV: CD03151



Mn(T.m

)

-0.082

-0.082



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



Ta nhận thấy nội lực trong nhóm cọc thứ 2 có nội lực

lớn nhất.



Kiểm tra lại các giá trò tính toán:

Nhóm



Mn



Pcosα



Psinα



PxCosα



cọc



(T.m)



(T)



(T)



(T.m)



1



0.246



2

Tổng



0.246

0.492



863.622



0



864.028



0



1727.65

1



0



Hcos

α

(T)



1295.43

3

1296.04

3



0.03

7

0.03

7

0.07

4



0.610



Hsin

α

(T)



HxSin

α

(T.m)



0



0



0



0



0



0



P = ∑ P × Cosα − ∑ H × Sinα = 1727.651T

H = ∑ P × Sinα + ∑ H × Cosα = 0.074T

M = ∑ P × x × Cosα + ∑ H × x × Sinα + ∑ M = 0.118T.m



Sai số của phép tính là 0%.

Các tổ hợp còn lại ta tính tương tự, kết quả tính toán như

bảng sau:

Tổ

hợp



My

(T.m)



Hx

(T)



CĐ1



0.118



0.074



CĐ2



637.75

0



CĐ3

Sử

dụn

g

Đặ

c

biệ

t



N

(T)

1727.6

51



v



u



ω



Mn

(T.m)



Vn

(T)



Nn

(T)



0.007

2



0.000

0



0.000

0



-0.082



0.012



288.009



64.46

3



1515.2

76



0.006

3



0.002

3



0.002

7



-13.812



256.83

5



24.02

1



1679.1

08



0.007

0



0.000

9



0.001

1



-4.722



211.29

0



19.42

2



1318.5

96



0.005

5



0.000

7



0.000

9



-3.741



-9.437



272.323



1255.4

38



396.0

74



1575.9

54



0.006

6



0.014

3



0.008

0



148.104



50.52

0



745.337



28.40

1

11.46

7



414.729

343.988



Qua kết quả tính toán ở trên ta nhận thấy Tổ hợp

đặc biệt gây ra chuyển vò tại đài cọc lớn nhất và Lực

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 59



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



dọc trong cọc lớn nhất. Nên ta chọn tổ hợp đặc biệt để

Kiểm toán .

Kiểm tra chuyển vò ngang:

Ta có: u max = 1.43cm < [ u ] = 3.8cm ⇒ thõa điều kiện

Kiểm tra khả năng chòu lực dọc:

Tónh tải bản thân cọc: p c = γ c × A c × L = 2.5 × 0.7854 × 36.15 = 70.98T

Điều kiện kiểm tra:

Pn + γ DC × Pc = 385.17 + 1.25 × 70.98 = 473.9T < [P] = 514.2T ⇒ thõa điều

kiện.



5.5 Tính toán sức chòu tải ngang của cọc:

Xác đònh mô men và chuyển vò ngang của 1 cọc

thẳng đứng chòu mô men và lực ngang tại cao trình mặt

đất theo lý thuyết TERZAGHI.

σz =



ψ

M × C1

H × D1

K

× z e × (y0 × A1 − 0 × B1 + 2 0

+ 30

)

α bd

α bd

α bd × E × I α bd × E × I



2

M z = α bd

× E × I × y0 × A 3 − α bd × E × I × ψ 0 × B3 + M 0 × C3 +



H0

× D3

α bd



Q z = α 3bd × E × I × y 0 × A 4 − α 2bd × E × I × ψ 0 × B4 + M 0 × α bd × C 4 + H 0 × D 4



Trong đó:

Ze – Chiều sâu tính đổi xác đònh theo công thức:

z e = α bd × z



Ai, Bi, Ci, Di – Các hệ số lấy theo bảng G3 phụ thuộc

vào ze.

Mô men uốn và lực cắt tại cao trình mặt đất(Theo trạng

thái giới hạn đặc biệt)

Do bệ trụ nằm trong đất nên ta coù:

H 0 = H = 50.52 T

M 0 = M = -148.104 T.m



Chuyển vò ngang và góc xoay tại cao trình mặt đất:

0

y 0 = H 0 × δHH

+ M 0 × δ0HM = 50.52 × 0.000563 − 148.104 × 0.00011 = 0.012m



ψ 0 = H 0 × δ0MH + M 0 × δ0MM = 57.09 × 0.00011 − 164.1× 0.000035 = 0.00037rad



SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 60



MSSV: CD03151



ĐATN: TK CẦU DẦM SUPER–T

NGUYỄN BÁ HOÀNG



GVHD: PGS_TS



Kết quả tính toán ta lập thành các bảng sau:

BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN

(T/m2)

Z

Z(m)

e

A1

B1

C1

0

0

1

0

0

0.346 0.

6

1

1

0.1

0.005

0.693 0.

2

2

1

0.2

0.02

1.039 0.

8

3

1

0.3

0.045

1.386 0.

5

4

1

0.4

0.08

1.733 0.

1

5

1

0.5

0.125

2.079 0.

7

6 0.999

0.6

0.018

2.426 0.

3

7 0.999

0.7

0.245

2.772 0.

9

8 0.997 0.799

0.32

3.119 0.

5

9 0.995 0.899

0.405

SVTH: HOÀNG PHÚ TUỆ

TRANG: 61



ÁP LỰC σz

D1

0



σz



0



0.8834



0.001



1.7237



0.005



2.507



0.011



3.2163



0.021



3.8437



0.036



4.368



0.057



4.8251



0.085



5.1687



0.121



5.4215



0



MSSV: CD03151



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

4 Xác đònh số lượng cọc và bố trí cọc trong móng:

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×