Theo “ báo cáo kết quả địa chất công trình.Nhà máy giai đoạn thiết kế kĩ thuật “ khu đất tương đối bằng phẳng cao độ trung bình của mặt đất +10,2m được khảo sát bằng phương pháp khoan , xuyên tĩnh , xuyên tiêu chuẩn SPT đến độ sâu 30m.Từ trên xuống gồm các lớp đất có chiều dày ít thay đổi trong mặt bằng.
Lớp 1 :đất sét
Lớp 2 : sét pha
Lớp 3: cát pha
Lớp 4 : cát hạt nhỏ
Lớp 5 : cát hạt vừa
62 trang |
Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2897 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án nền và móng, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
®å ¸n nÒn vµ mãng
1.Sè LiÖu §Ò Bµi.
ThiÕt kÕ nÒn vµ mãng c«ng tr×nh theo s¬ ®å c«ng tr×nh cã néi lùc do t¶i träng tÝnh to¸n g©y ra t¹i ch©n cét ë ®Ønh mãng ë cèt thÊp h¬n cèt ngoµi nhµ 0,6m nh sè liÖu bµi ra.Theo “Theo b¸o c¸o kÕt qu¶ kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh nhµ m¸y” giai ®o¹n phôc vô thiÕt kÕ b¶n vÏ thi c«ng : khu ®Êt x©y dông t¬ng ®èi b»ng ph¼ng , cao ®é trung b×nh +10,2m .§îc kh¶o s¸t b»ng ph¬ng ph¸p khoan th¨m dß,xuyªn tÜnh, xuyªn tiªu chuÈn SPT,®Õn ®é s©u 30m. Tõ trªn xuèng gåm c¸c líp ®Êt cã chiÒu dµy Ýt thay ®æi trong mÆt b»ng vµ trung b×nh b»ng c¸c hÖ sè nh trong trô §CCT.ChØ tiªu c¬ lý vµ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm hiÖn trêng cña c¸c líp ®Êt nh b¶ng. Mùc níc ngÇm gÆp ë ®é s©u c¸ch mÆt ®Êt nh trong trô §CCT.T«n nÒn phÝa ngoµi nhµ cao h¬n 0,35m so víi mÆt ®Êt khi kh¶o s¸t.
Néi lùc do t¶i träng tiªu chuÈn g©y ra :
Khèi nhµ c«ng nghiÖp 1 tÇng cã cÇu trôc: n=1,2
C¸c lo¹i nhµ kh¸c : n=1,15
S¬ ®å §CCT
S¬®å
c«ngtr×nh
Cét
N0tt
(kN)
M0tt
(kNm)
Qtt
(kN)
Cét
N0tt
(kN)
M0tt
(kNm)
Qtt
(KN)
D1,
XXVII
S31
I
1234
315
22
B2
1304
338
19
1.1.§Æc ®iÓm c«ng tr×nh cÇn thiÕt kÕ
S¬ ®å 3: C«ng tr×nh cÇn thiÕt kÕ lµ nhµ m¸y,kÕt cÊu lµ khung BTCT,cã têng chin,cã mÆt b»ng c«ng tr×nh vµ mÆt c¾t(nh trªn h×nh vÏ),cét BTCT l¾p ghÐp trong khèi nhµ cßn l¹i.
1.2.§iÒu KiÖn §Þa ChÊt C«ng Tr×nh vµ Thuû V¨n.
Theo “ b¸o c¸o kÕt qu¶ ®Þa chÊt c«ng tr×nh.Nhµ m¸y giai ®o¹n thiÕt kÕ kÜ thuËt “ khu ®Êt t¬ng ®èi b»ng ph¼ng cao ®é trung b×nh cña mÆt ®Êt +10,2m ®îc kh¶o s¸t b»ng ph¬ng ph¸p khoan , xuyªn tÜnh , xuyªn tiªu chuÈn SPT ®Õn ®é s©u 30m.Tõ trªn xuèng gåm c¸c líp ®Êt cã chiÒu dµy Ýt thay ®æi trong mÆt b»ng.
Líp 1 :®Êt sÐt
Líp 2 : sÐt pha
Líp 3: c¸t pha
Líp 4 : c¸t h¹t nhá
Líp 5 : c¸t h¹t võa
B¶ng chØ tiªu c¬ lý cña c¸c líp ®Êt
Tªn líp ®Êt
g
kg/m3
gs
kg/m3
W
%
Wl
%
Wp
%
joII
cII
kPa
E
MPa
qctb
kPa
SPT
N
Cu
kPa
1
SÐt
16,4
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
2
SÐt pha
18,3
27,5
30,7
33,8
23,7
16,80
26
7,7
1160
6,3
32
3
C¸t pha
18,4
26,6
26,2
29,3
21,4
23o
15,5
9,3
1270
12
41
4
C¸t h¹t nhá
18,6
27,7
37,8
44
24,6
19
24,2
7,4
1040
6,1
30
5
C¸t h¹t võa
18,9
26,1
17,5
-
-
340
-
34,2
10025
26
-
2.§¸nh gi¸ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh :
§Ó tiÕn hµnh lùa chän gi¶i ph¸p nÒn mãng vµ ®é s©u ch«n mãng cÇn ph¶i ®¸nh gi¸ theo tiªu chuÈn x©y dùng cña c¸c líp ®Êt.
Líp 1: §Êt sÐt ,cã chiÒu dµy trung b×nh 1,8m .Líp ®Êt nµy kh«ng ®ñ chÞu lùc ®Ó lµm nÒn c«ng tr×nh,mùc níc ngÇm ë ®é s©u 1m nh trong trô ®Þa chÊt c«ng tr×nh.
Líp 2 SÐt pha. ChiÒu dµy trung b×nh líp ®Êt nµy lµ 3,9m.
§é sÖt cña ®Êt :
nÒn ®Êt ë tr¹ng th¸i dÎo mÒm,cã m«®un biÕn d¹ng E = 7,7 MPa §Êt trung b×nh ,cã thÓ lµm cho mãng c«ng tr×nh nµy ®îc.
HÖ sè rçng
e===0,964
Dung träng ®Èy næi cña líp 2 :
g®n2= =8,91 kN/m3
Líp 3: C¸t pha : ChiÒu dµy trung b×nh cña líp ®Êt lµ 3,9m .
§é sÖt cña ®Êt:
IL3==0,6
Ta cã §Êt ë tr¹ng th¸i dÎo mÒm,cã m«®un biÕn d¹ng E = 9,3MPa ®Êt t¬ng ®èi tèt cã thÓ lµm mãng cho c«ng tr×nh nµy ®îc.
e3= == 0,824
g®n3= = = 9,100 kN/m3
Líp 4: C¸t h¹t nhá: ChiÒu dµy trung b×nh cña líp ®Êt lµ 4,0m.
IL4==0,64
Ta cã §Êt ë tr¹ng th¸i dÎo mÒm,cã m«®un biÕn d¹ng E = 7,4MPa ®Êt t¬ng ®èi tèt cã thÓ lµm mãng cho c«ng tr×nh nµy ®îc.
e4= == 1,052
g®n4= = = 8,62 kN/m3
Líp 5: C¸t h¹t võa: ChiÒu dµy cha kÕt thóc trong ph¹m vi hè th¨m dß s©u 30m.
e5= == 0,623
Ta cã 0,60 < eS5 < 0,80 ®Êt ë tr¹ng th¸i dÎo mÒm,cã m«®un biÕn d¹ng E=34,2MPa lµ lo¹i ®Êt tèt,lµm nÒn cho c«ng tr×nh nµy ®îc
g®n5= = = 9,92 kN/m3
3.ThiÕt KÕ Mãng Díi Cét Trôc I .
3.1 Ph¬ng ¸n mãng ®¬n BTCT ch«n n«ng trªn nÒn thiªn nhiªn:
Néi lùc tiªu chuÈn ë ®Ønh mãng:
LÊy cèt +0,00 lµ cèt nÒn phÝa trong nhµ,cèt nÒn ngoµi nhµ lµ -0,60m,mÆt nÒn phÝa ngoµi nhµ c¸ch ®Ønh mãng 0,60m.VËy t¶i träng tÝnh to¸n ë ®Ønh mãng n»m ë cèt-1,25m.
Cét bª t«ng cèt thÐp l¾p ghÐp 60x40cm,chiÒu s©u cèc 65cm,chiÒu cao mãng hm =0,9m. Chän ®é s©u ch«n mãng h=2m ®èi víi nÒn ®Êt ngoµi nhµ. VËy ®Õ mãng ®Æt ë líp ®Êt thø 2 (SÐt pha ).
3.1.1.X¸c ®Þnh kÝch thíc s¬ bé ®¸y mãng.
Gi¶ thiÕt b= 2 m
Cêng ®é tÝnh to¸n cña nÒn:
R= (AbgII+ BhgII'+ DcII)
Trong ®ã:
m1=1,1 ®Êt sÐt pha cã I>0,5
m2=1,0 v× nhµ khung kh«ng ph¶i d¹ng tuyÖt ®èi cøng
Ktc=1,0 v× chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt lÊy theo kÕt qu¶ thÝ nghiÖm trùc tiÕp víi ®Êt
Tra b¶ng víi =16,8 cã A=0,38; B=2,53; D=5,1.
g’II= ==12,716kNm3
gII = gdn2 = 8,91kN/m3
Rtt= Rb=2m=(0,38.2.8,91+2,53.2.12,716+5,1.26) =224,084kPa
DiÖn tÝch s¬ bé cña ®Õ mãng :
F= = =6,9m2
lÊy gtb=20 kN/m3
h’ = = = 2,3m
V× mãng chÞu t¶i lÖch t©m kh¸ lín nªn ta t¨ng diÖn tÝch ®Õ mãng lªn :
F*= 1,1. F= 1,1 .6,9 =7,59 m2
Chän kn = =1,3
b== = 2,41m
LÊy b=2,5m
l= 2,5.1,3= 3 m
LÊy l = 3,2m. VËy kÝch thíc s¬ bé cña ®Õ mãng
l x b =3,2 x 2,5 m
¸p lùc tiªu chuÈn ë ®Õ mãng :
=
§é lÖch t©m cña t¶i träng:
e==
Do cha biÕt chÝnh x¸c kÝch thíc cña ®Õ mãng lµ bao nhiªu nªn ta coi nh cha cã Md cø tÝnh to¸n khi cha cã kÝch thíc bxl .
e= == 0,272 m
=
= 251,10 kPa
=112,57 kPa
== 181,82 kPa
Cêng ®é tÝnh to¸n cña ®Êt nÒn díi ®¸y mãng øng víi mãng cã b= 2,5m
®· tÝnh ë trªn R =224,084 kPa
Ta cã 1,2R = 1,2.224,084= 268,90 kPa
= 251,10 kPa < 1,2R=268,90kPa
Nh vËy lµ ®iÒu kiÖn ¸p lùc ®îc tho¶ m·n trong ®iÒu kiÖn xÐt ®Õn Md ph¶i KiÓm tra khi ®Õn Md víi kÝch thíc mãng s¬ bé lµ l x b =3,2 x 2,5m .
Ta cã : Md = Nd . ed
Víi ed ===0,95(m)
Nd=gtn.h1.L.b =18.0,6.1,3.2,5 =35,1kN
Md = N.e=35,1.0,95=33,34kNm
e ====0,302m
¸p lùc tiªu chuÈn ë ®Õ mãng :
==
= 258,71kPa
=104,95kPa
= = 181,83kPa
Ta cã : = 258,71KPa < 1,2R=268,90kPa
=181,83kPa < R=224,084kPa
Ta chän kÝch thíc s¬ bé cña ®Õ mãng lµ l x b = 3,2 x 2,5m.
3.1.2.KiÓm tra ®iÒu kiÖn ¸p lùc lªn nÒn ®Êt yÕu :
§Ó ®¶m b¶o cho nÒn díi ®¸y mãng æn ®Þnh vµ biÕn d¹ng trong giíi h¹n dÎo th× ta ®i kiÓm tra ®iÒu kiÖn :
trong ®ã :
=1g1+0,8g®n1+3,9g®n2=1.16,4+0,8.7+3,9.8,91 =56,74kPa
=K0.
= ptbtc - gh = 181,83 – (1.16,4+0,8.7+0,25.8,91) = 157,61kPa
Tra b¶ng ta ®îc K0 = 0,227
=K0. =0,227.157,61 = 35,77kPa.
Cêng ®é tÝnh to¸n cña líp ®Êt yÕu tÝnh theo mãng quy íc ®Æt ë ®é s©u nãc líp ®Êt yÕu :
Trong ®ã:
m1=1,1 ®Êt sÐt pha cã L>0,5.
m2=1,0 v× nhµ khung kh«ng ph¶i d¹ng tuyÖt ®èi cøng
Ktc=1,0 v× chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt lÊy theo kÕt qu¶ thÝ nghiÖm trùc tiÕp víi ®Êt
Tra b¶ng víi jII= 16,8°, A= 0,38; B= 2,53; D= 5,1
CII = 26kPa
Hy = h + hy =2+3,65 =5,65m
= = 8,91(kN/m3)
- a , víi a = = = 0,35m
mµ = ==31,40m2
VËy - 0,35 = 5,26m.
Thay c¸c gi¸ trÞ trªn vµo c«ng thøc Rd ta ®îc :
Rdy =.(0,38.5,26.8,91 + 2,53.5,65.10,51 + 5,1.26) =319,28kPa
Ta thÊy Rdy = 319,28kPa > = 56,74 + 35,77= 92,51kPa
Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ¸p lùc lªn nÒn ®Êt yÕu .
3.1.3.KiÓm tra ®iÒu kiÖn biÕn d¹ng :
§èi víi c«ng tr×nh cÇn thiÕt kÕ lµ nhµ m¸y kÕt cÊu lµ khung BTCT cã têng chÌn.
Tra b¶ng 16 TCXD 45-78 cã : Sgh = 8cm
øng suÊt g©y lón t¹i ®Õ mãng = 157,61kPa
øng suÊt g©y do t¶i träng cña mãng ®ang xÐt: (I) = K0.
øng suÊt g©y do t¶i träng cña 2 mãng l©n cËn : (II)
(II) = 4(KgI – KgII). =0
=(I) + (II)
Ta cã :
Chia ®Êt nÒn díi ®Õ mãng thµnh c¸ líp ph©n tè cã chiÒu dµy hi < = 0,62m.Ta chän hi = 0,44m vµ ®¶m b¶o mçi líp chia ra lµ ®ång nhÊt .
B¶ng ®Ó tÝnh
§iÓm
Z
(m)
l/b
2z/b
K0
(kPa)
(kPa)
0
0
1,28
0
1
157,61
17,67
1
0,44
nt
0,3
0,832
131,15
21,52
2
0,88
nt
0,7
0,743
117,10
25,44
3
1,32
nt
1,0
0,680
107,17
29,36
4
1,76
nt
1,4
0,512
80,69
33,28
5
2,2
nt
1,7
0,478
75,33
37,2
6
2,64
nt
2,1
0,376
59,26
41,12
7
3,08
nt
2,4
0,310
48,85
45,04
7’
3,25
nt
2,6
0,257
40,50
46,63
8
3,52
nt
2,8
0,243
38,29
49,06
9
3,96
nt
3,1
0,199
31,36
53,03
10
4,4
nt
3,5
0,187
29,47
57
11
4,84
nt
3,8
0,140
22,06
60,97
12
5,28
nt
4,2
0,120
18,91
64,93
13
5,72
nt
4,5
0,115
18,12
68,572
14
6,16
nt
4,9
0,089
14,02
72,87
15
6,6
nt
5,2
0,085
13,39
76,84
15’
6,75
nt
5,4
0,075
11,82
78,19
16
7,04
nt
5,6
0,072
11,34
80,9
B¶ng tÝnh
DiÖnI
DiÖnII
§iÓm
Z(m)
b(m)
z/b
lI/bI
KgI
lII/bII
KgII
(kPa)
(kPa)
0
0
1,6
0
4,53
0,25
2,97
0,25
0
157,61
1
0,44
nt
0,275
nt
0,2444
nt
0,2442
0,017
131,16
2
0,88
nt
0,550
nt
0,2442
nt
0,2201
0,051
117,15
3
1,32
nt
0,825
nt
0,2201
nt
0,1872
0,48
107,65
4
1,76
nt
1,100
nt
0,2042
nt
0,1493
0,96
81,65
5
2,2
nt
1,375
nt
0,1792
nt
0,1201
1,72
77,05
6
2,64
nt
1,650
nt
0,1592
nt
0,1102
2,538
61,79
7
3,08
nt
1,925
nt
0,1456
nt
0,0903
3,362
52,21
7’
3,25
nt
2,031
nt
0,1357
nt
0,0812
3,7
44,20
8
3,52
nt
2,200
nt
0,1256
nt
0,0746
4,185
42,47
9
3,96
nt
2,475
nt
0,1072
nt
0,0592
4,87
36,23
10
4,4
nt
2,750
nt
0,0986
nt
0,0526
5,42
34,48
11
4,84
nt
3,025
nt
0,0944
nt
0,0459
5,9
27,96
12
5,28
nt
3,300
nt
0,0852
nt
0,0453
6,312
25,22
13
5,72
nt
3,575
nt
0,0792
nt
0,0398
6,45
24,57
14
6,16
nt
3,850
nt
0,0724
nt
0,0320
6,655
20,67
15
6,6
nt
4,125
nt
0,0683
nt
0,0276
6,655
20,04
15’
6,75
nt
4,218
nt
0,0634
nt
0,0245
6,74
18,56
16
7,04
nt
4,400
nt
0,0618
nt
0,0230
6,586
15,92
T¹i z = 7,04m tÝnh tõ ®¸y mãng cã = 15,92 kPa < 0,2. = 16,18kPa nªn ta lÊy giíi h¹n nÒn ®Õn ®é s©u 7,04m tõ ®¸y mãng.
TÝnh ®é lón theo c«ng thøc :
=0,0297 + 0,0101 + 0,0008= 0,040 m =4,0 cm.
Ta thÊy s = 4,0cm <sgh =8cm .Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ®é lón tuyÖt ®èi.§é lón lÖch t¬ng ®èi S’ gi÷a c¸c mãng trôc I sÏ ®îc kiÓm tra khi thiÕt kÕ mãng cho d·y cét kh¸c.
3.1.4.TÝnh to¸n ®é bÒn vµ cÊu t¹o mãng.
Dïng : Bªt«ng m¸c 200 cã Rn =9000kPa ,Rk =750kPa
Cèt thÐp AII cã Ra =280000kPa.
Khi tÝnh to¸n ®é bÒn cña mãng ta dïng tæ hîp t¶i träng bÊt lîi nhÊt,träng lîng cña mãng ®Êt trªn c¸c bËc mãng kh«ng lµm cho mãng bÞ uèn vµ kh«ng ®¸ng kÓ so víi t¶i träng tÝnh to¸n nªn ta kh«ng xÐt ®Õn.
¸p lùc tÝnh to¸n ë ®¸y mãng.
= =
Víi e =0,302
= 255,29kPa
=70,74kPa
= = 163,01kPa.
Tõ biÓu ®å ¸p lùc ta cã :
ChiÒu cao cña mãng x¸c ®Þnh theo kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp chÞu uèn
Víi : L =1,3m - kho¶ng c¸ch tõ mÐp mãng ®Õn n¬i chiÒu cao mãng thay ®æi mµ t¹i ®ã ta x¸c ®Þnh chiÒu cao.
P0tt =217,80 - ¸p lùc tÝnh to¸n
btt = 3,2m – c¹nh dµi ®Õ mãng ( chÝnh lµ l )
btr = 0,4 – c¹nh phÝa trªn cña mãng,n¬i chiÒu cao mãng thay ®æi mµ t¹i ®ã ta x¸c ®Þnh chiÒu cao.V× ta x¸c ®Þnh chiÒu cao lµm viÖc toµn phÇn cña
mãng nªn btr lÊy b»ng c¹nh dµi tiÕt diÖn ngang ch©n cét (theo gi¶ thiÕt th× tiÕt diÖn cét trôc I lµ 600x400mm).
§æ líp bªt«ng lãt mãng dµy 10cm,v÷a xi m¨ng c¸t vµng m¸c 100.Ta chän chiÒu dµy líp bª t«ng b¶o vÖ cèt thÐp abv =3,5cm.
ChiÒu cao lµm viÖc cña mãng : h0 = 0,9 – 0,035 = 0,865 m.
KiÓm tra chiÒu cao cña mãng theo ®iÒu kiÖn ®©m thñng.
DiÖn tÝch ®©m thñng :
¸p lùc trung b×nh g©y ®©m thñng :
p1tt’ =pmintt +(pmaxtt+pmintt)
=70,74 +(255,29+70,74)
=342,26kPa.
ptt’ = = 298,77kPa.
Lùc g©y ®©m thñng:
btb==1,265m
Lùc chèng ®©m thñng: 0,75=0,75.750.0,865.1,265=615,5kN
Ta thÊy Nct = 322,67KN < 615,5KN.Nh vËy mãng kh«ng bÞ ph¸ ho¹i theo ®©m thñng.
3.1.5.TÝnh cèt thÐp cho mãng.
Cèt thÐp ®Ó dïng cho mãng chÞu m«men do ¸p lùc ph¶n lùc cña ®Êt nÒn g©y ra,khi tÝnh m«men ta quan niÖm c¸nh nh nh÷ng c«ng – xon ngµm vµo c¸c tiÕt diÖn qua ch©n cét.
M« men t¬ng øng víi mÆt ngµm I-I
DiÖn tÝch cèt thÐp ®Ó chÞu m«men MI
Chän 1912; Fa=21,49cm2
ChiÒu dµi mét thanh thÐp theo c¹nh dµi cña ®Õ mãng :
Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ cèt thÐp dµi :
b1’ = b – 2.0,025 – 2.0,015 = 2,5 – 0,08 = 2,42m
Kho¶ng c¸ch gi÷a tim c¸c cèt thÐp:
a1==0,15m=150mm.
LÊy a1 =150 mm tho¶ m·n ®iÒu kiÖn 100 < a < 200mm.
M« men t¬ng øng víi mÆt ngµm II-II:
víi B=
DiÖn tÝch cèt thÐp ®Ó chÞu m«men MII
víi 1 =0,865-0,012=0,853m
Chän cèt thÐp 1410cã =10,99cm2
ChiÒu dµi mçi thanh thÐp theo c¹nh ng¾n cña ®Õ mãng :
.
Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ cèt thÐp ng¾n:
Kho¶ng c¸ch gi÷a tim c¸c cèt thÐp: a2==200mm.
Bè trÝ cèt thÐp ( h×nh vÏ )
3.2.Ph¬ng ¸n xö lý mãng ®¬n BTCT trªn ®Öm c¸t.
3.2.1.X¸c ®Þnh kÝch thíc s¬ bé ®¸y mãng.
Dïng c¸t h¹t th« võa,®Çm chÆt võa ®Ó lµm ®Öm c¸t,tra b¶ng TCXD 45 – 78 cã cêng ®é tÝnh to¸n cña c¸t lµm ®Öm R0 =400kPa,cêng ®é nµy øng víi b1=1m;h1=2m.
Chän ®é s©u ch«n mãng h =2 m kÓ tõ ®¸y mãng ®Õn líp ®Êt phÝa ngoµi nhµ,®Êt trong nhµ chªnh ®Êt ngoµi nhµ lµ 0,6m.
htb =
T¶i träng tiªu chuÈn ë ®Ønh mãng:
Gi¶ thiÕt bÒ réng mãng lµ b =1,8m.
Cêng ®é tÝnh to¸n cña c¸t tÝnh theo c«ng thøc tÝnh ®æi quy ph¹m.
khi h £ 2m
ë ®©y ®èi víi c¸t h¹t th« võa nªn hÖ sè kÓ ®Õn ®é ¶nh hëng cña bÒ réng mãng.K1=0,125.
DiÖn tÝch s¬ bé cña ®Õ mãng :
F= = =2,7m2( lÊy gtb=20 kN/m3)
V× mãng chÞu t¶i lÖch t©m kh¸ lín nªn ta t¨ng diÖn tÝch ®Õ mãng lªn :
F*= 1,2 x F= 1,2 x 2,7=3,24 m2
Chän kn= =1,2
b== = 1,6m
LÊy b =1,6m
l= 1,6 x1,2= 1,92m
LÊy l= 2m
Ta chän kÝch thíc s¬ bé cña ®Õ mãng lµ b x l = 1,6 x 2m.
3.2.2 KiÓm tra søc chÞu t¶i cña nÒn .
¸p lùc tiªu chuÈn ë ®Õ mãng :
=
Chän chiÒu cao mãng hm =0,9m.
§é lÖch t©m cña mãng:
e==
Do cha biÕt chÝnh x¸c kÝch thíc cña ®Õ mãng lµ bao nhiªu nªn ta coi nh cha cã Md cø tÝnh to¸n khi cha cã kÝch thíc bxl .
e= == 0,272 m
=
=662,67kPa
=108,48kPa
== 385,57kPa
Cêng ®é tÝnh to¸n cña c¸t ®Öm øng víi mãng cã b= 1,6m
1,2R = 1,2 x 430=516kPa
= 662,67 KPa > 1,2R=516kPa.
Kh«ng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ¸p lùc.T¨ng kÝch thíc mãng lªn : l=2,2m; b=1,8m.
=
=523,97kPa
=117,07kPa
== 320,52kPa
Cêng ®é tÝnh to¸n cña c¸t ®Öm øng víi mãng cã b= 1,8m
1,2R = 1,2 x 440=528kPa
= 523,97 KPa < 1,2R=528kPa
P = 320,52 kPa < R = 440kPa
§iÒu kiÖn ¸p lùc t¹i ®¸y mãng ®îc tho¶ m·n nhng ta cha kÓ ®Õn Md,ph¶i kiÓm tra l¹i ¸p lùc khi kÓ ®Õn Md víi kÝch thíc s¬ bé b x l =1,8 x 2,2m.
Ta cã : Md = Nd . ed =15,55.0,7=10,88 kNm
Víi ed = 0,7m
Nd=gtn.h1.L.b =18.0,6.0,8.1,8 =15,55kN
TÝnh l¹i ®é lÖch t©m .
e ====0,282m
¸p lùc tiªu chuÈn ë ®Õ mãng :
==
= 526,96kPa
=108,7kPa
= = 317,83kPa
Ta cã : = 526,96KPa < 1,2R=528 kPa
=317,83kPa < R=435kPa
Nh vËy lµ ®iÒu kiÖn ¸p lùc ®îc tho¶ m·n vµ ta chän kÝch thíc s¬ bé cña ®Õ mãng lµ l x b = 2,2x1,8m.
3.2.3.X¸c ®Þnh kÝch thíc ®Öm c¸t.
Chän chiÒu cao ®Öm c¸t 1m.
3.2.3.1.kiÓm tra chiÒu cao ®Öm c¸t theo ®iÒu kiÖn ¸p lùc lªn ®Êt yÕu
§Ó ®¶m b¶o cho nÒn díi ®¸y mãng æn ®Þnh vµ biÕn d¹ng trong giíi h¹n dÎo th× ta ®i kiÓm tra ®iÒu kiÖn
Trong ®ã :
=1g1+0,8g®n1+1,25g®n2=1.16,4+0,8.7+1,25.8,91 =33,13kPa
=K0.
= ptbtc - gh = 317,83 - (1.16,4+0,8.7+0,25.8,91) = 284,70kPa
Tra b¶ng ta ®îc K0 = 0,687
=K0. =0,687.284,70 = 195,58kPa.
Trong ®ã:
m1=1,1 ®Êt sÐt pha .
m2=1,0 v× nhµ khung kh«ng ph¶i d¹ng tuyÖt ®èi cøng
Ktc=1,0 v× chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt lÊy theo kÕt qu¶ thÝ nghiÖm trùc tiÕp víi ®Êt
Tra b¶ng víi, jII= 16,8°, A= 0,37; B= 2,53; D= 5,1
CII = 26kPa
Hy = h + hy =2+3,25 =5,25m
= = 8,91(kN/m3)
- a , víi a = = = 0,2m
mµ = ==6,48m2
VËy - 0,2 = 2,35m.
Thay c¸c gi¸ trÞ trªn vµo c«ng thøc Rd ta ®îc :
Rdy =.(0,37.2,35.8,91 + 2,53.5,25.11,98 + 5,1.26) =329,40kPa
Ta thÊy Rdy = 329,40kPa > = 33,13 + 195,58= 228,71kPa
Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ¸p lùc nÒn ®Êt yÕu .
3.2.3.2KiÓm tra ®iÒu kiÖn biÕn d¹ng.
Ta cã øng suÊt g©y lón ë ®¸y mãng
= ptbtc - gh = 317,83 – (1.16,4+0,8.7+0,25.8,91) = 293,61kPa
øng suÊt g©y do t¶i träng cña mãng ®ang xÐt: (I) = K0.
øng suÊt g©y do t¶I träng cña 2 mãng l©n cËn : (II)
(II) = 4(KgI - KgII). =0
=(I) + (II)
Ta cã :
Ta chia ®Êt nÒn díi ®Õ mãng thµnh c¸c líp ph©n tè cã chiÒu dµy hi =0,45 vµ ®¶m b¶o c¸c líp lµ ®ång nhÊt. ë ®©y ta chia thµnh c¸c líp cã hi = 0,34m vµ lËp b¶ng ®Ó tÝnh :
B¶ng tÝnh vµ
§iÓm
Z (m)
l/b
2z/b
K0
(I)(kPa)
(kPa)
0
0
1,2
0
1
293,61
17,67
1
0,34
nt
0,37
0,89
222,70
2
0,68
nt
0,75
0,76
217,61
3
1,02
nt
1,13
0,677
198,38
4
1,36
nt
1,51
0,526
154,13
5
1,7
nt
1,87
0,408
119,56
6
2,04
nt
2,24
0,32
93,77
7
2,38
nt
2,61
0,255
74,72
8
2,72
nt
2,99
0,206
60,36
9
3,06
nt
3,36
0,17
49,82
9’
3,25
nt
3,57
0,162
47,47
10
3,4
nt
3,74
0,155
45,42
46,63
11
3,74
nt
4,11
0,142
41,61
12
4,08
nt
4,48
0,12
35,16
13
4,42
nt
4,86
0,103
30,18
14
4,76
nt
5,23
0,089
26,08
15
5,1
nt
5,61
0,077
22,56
16
5,44
nt
5,98
0,068
19,93
17
5,78
nt
6,35
0,06
17,58
69,44
18
6,12
nt
6,73
0,054
15,82
72,5
19
6,46
nt
7,10
0,043
12,6
75,53
19’
6,75
nt
7,42
0,044
11,72
78,114
20
6,8
nt
7,48
0,039
11,43
78,58
21
7,14
nt
7,85
0,036
10,55
81,768
22
7,48
nt
8,22
0,033
9,67
84,96
23
7,82
nt
8,60
0,03
8,97
88,14
B¶ng tÝnh
DiÖn I
DiÖn II
§iÓm
z(m)
b(m)
z/b
lI/bI
KgI
lII/bII
KgII
(II)
(kPa)
(kPa)
0
0
1,8
0
6,27
0,25
4,63
0,25
0
293,61
1
0,34
nt
0,18
nt
0,2498
nt
0,2495
0
222,7
2
0,68
nt
0,37
nt
0,2447
nt
0,2443
0
217,61
3
1,02
nt
0,56
nt
0,2412
nt
0,2406
0,234
198,614
4
1,36
nt
0,75
nt
0,2272
nt
0,2241
0,352
154,482
5
1,7
nt
0,94
nt
0,2161
nt
0,2132
0,82
120,38
6
2,04
nt
1,13
nt
0,2012
nt
0,1998
1,29
95,06
7
2,38
nt
1,32
nt
0,1812
nt
0,1805
1,875
76,595
8
2,72
nt
1,51
nt
0,1669
nt
0,1658
2,344
62,7
9
3,06
nt
1,70
nt
0,1539
nt
0,0974
2,93
52,75
9’
3,25
nt
1,80
nt
0,1478
nt
0,1477
3,282
48,7
10
3,4
nt
1,88
nt
0,1421
nt
0,1418
3,634
45,244
11
3,74
nt
2,07
nt
0,1359
nt
0,1347
4,22
39,38
12
4,08
nt
2,26
nt
0,1276
nt
0,1274
4,57
34,75
13
4,42
nt
2,45
nt
0,1180
nt
0,1176
5,04
31,12
14
4,76
nt
2,64
nt
0,1100
nt
0,1095
5,275
27,835
15
5,1
nt
2,83
nt
0,1016
nt
0,1008
5,743
25,673
16
5,44
nt
3,02
nt
0,0972
nt
0,0962
5,86
23,44
17
5,78
nt
3,21
nt
0,0915
nt
0,0912
6,095
21,915
18
6,12
nt
3,40
nt
0,0864
nt
0,0860
6,095
20,165
19
6,46
nt
3,58
nt
0,0818
nt
0,0814
6,095
18,695
19’
6,75
nt
3,75
nt
0,0792
nt
0,0789
6,122
17,842
20
6,8
nt
3,77
nt
0,0788
nt
0,0786
6,212
17,64
21
7,14
nt
3,96
nt
0,0751
nt
0,0750
6,095
16,645
22
7,48
nt
4,15
nt
0,0710
nt
0,0708
6,095
15,765
23
7,82
nt
4,34
nt
0,0662
nt
0,0660
6,12
14,95
T¹i ®é s©u 7,82m kÓ tõ ®¸y mãng = 14,95KPa < 0,2.=17,63kPa do vËy ta lÊy giíi h¹n nÒn ®Õn ®é s©u 7,82m kÓ tõ ®¸y mãng.
= 0,048+0,0093+0,0024 = 0,0597m
§é lón cña mãng s = 0,0597m < sgh =0,08m tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ®é lón tuyÖt ®èi.Nh vËy kÝch thíc ®¸y mãng vµ chiÒu dµy ®Öm c¸t lÊy nh trªn lµ ®îc. LÊy gãc 500.
BÒ réng ®¸y ®Öm c¸t =b + 2. cotga =1,8+2.1.cotg50o=3,46m.
3.2.4.TÝnh to¸n ®é bÒn vµ cÊu t¹o mãng:
Dïng : Bª t«ng m¸c 200, Rn= 9000 kPa; Rk=750kPa
Cèt thÐp AII cã Ra=280000kPa.
Khi tÝnh to¸n ®é bÒn cña mãng ta ding tæ hîp hîp t¶I bÊt lîi nhÊt.
¸p lùc tÝnh to¸n ë ®¸y mãng:
=
=
= 542,77 kPa
=81,02 kPa
== 311,89kPa.
Tõ biÓu ®å ¸p lùc ta cã :
ChiÒu cao cña mãng x¸c ®Þnh theo kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp chÞu uèn
Víi : L =0,8m - kho¶ng c¸ch tõ mÐp mãng ®Õn n¬i chiÒu cao mãng thay ®æi mµ t¹i ®ã ta x¸c ®Þnh chiÒu cao.
btt = l = 2,2m – c¹nh dµi ®Õ mãng.
btr = 0,4 – c¹nh phÝa trªn cña mãng.
§æ líp bªt«ng lãt mãng dµy 10cm,v÷a xi m¨ng c¸t vµng m¸c 100 ®¸ 3x4 nªn ta chän líp b¶o vÖ cèt thÐp a=0,035m.
Ta chän chiÒu cao mãng lµ hm=0,9m
ChiÒu cao lµm viÖc cña mãng:h0=0,9-0,035=0,865m.
KiÓm tra chiÒu cao cña mãng theo ®iÒu kiÖn ®©m thñng.
DiÖn tÝch ®©m thñng :
< 0
VËy mãng kh«ng bÞ ®©m thñng.
3.2.5.TÝnh cèt thÐp cho mãng.
Cèt thÐp ®Ó dïng cho mãng chÞu m«men do ¸p lùc ph¶n lùc cña ®Êt nÒn g©y ra,khi tÝnh to¸n m«men ta quan niÖm c¸nh nh nh÷ng c«ng – xon ngµm vµo c¸c tiÕt diÖn ®i qua ch©n cét.
M« men t¬ng øng víi mÆt ngµm I-I
DiÖn tÝch cèt thÐp ®Ó chÞu m«men MI
Chän 11f12 =12,44cm2
ChiÒu dµi mét thanh thÐp dµi: .
Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ cèt thÐp dµi:
Kho¶ng c¸ch gi÷a tim c¸c cèt thÐp: a==0,172m=17,2cm.
Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn 1020cm
M« men t¬ng øng víi mÆt ngµm II-II:
Víi : B=
DiÖn tÝch cèt thÐp ®Ó chÞu m«men MII
Víi h’=h-=0,865-0,012=0,853m
Chän cèt thÐp 1210 =9,4cm2
ChiÒu dµi mçi thanh thÐp ng¾n:
Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ cèt thÐp ng¾n:
Kho¶ng c¸ch gi÷a tim c¸c cèt thÐp: a==19,2cm.
Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn 10a20cm
4.Mãng Cäc.
4.1.Chän lo¹i kÝch thíc cäc vµ ph¬ng ¸n thi c«ng.
ThiÕt kÕ mãng cäc cho d·y trôc I nhµ khung BTCT cã têng chÌn,tiÕt diÖn cét 600x400mm lÊy nÒn trong nhµ lµ cèt +0,00 cao h¬n mÆt ®Êt ngoµi nhµ lµ 0,6m.§Êt t«n nÒn phÝa ngoµi nhµ cao h¬n cèt kh¶o s¸t lµ 0,35m.
T¶i träng tÝnh to¸n ë ®Ønh ®µi:
Nott = 1234kN
Mott= 315 kNm
Qott = 22 kN
T¶i träng tiªu chuÈn :
§iÒu kiÖn ®Þa chÊt gåm :
Líp 1 : §Êt sÐt,dµy trung b×nh 1,8m.
Líp 2 : SÐt pha ,dµy trung b×nh 3,9m.
Líp 3 : C¸t pha ,dµy trung b×nh 3,9m.
Líp 4 : C¸t h¹t nhá,dµy trung b×nh 4,0m.
Líp 5 : C¸t h¹t võa,chiÒu dµy cha x¸c ®Þnh t¹i ®é s©u 30m.
T¶i träng t¸c dông xuèng mãng kh¸ lín nªn ta dïng cäc c¾m vµo líp c¸t h¹t võa lµm mãng.Dïng cäc dµi 8m, tiÕt diÖn 0,3x0,3m; thÐp däc chÞu lùc gåm 4F18-AII, bª t«ng m¸c 400, ®Çu cäc cã mÆt bÝch b»ng thÐp. Cäc ®îc h¹ xuèng b»ng bóa ®iezen kh«ng khoan dÉn. V× mãng chÞu m« men kh¸ lín nªn ta ngµm cäc vµo ®µi b»ng c¸ch ph¸ vì ®Çu cäc mét ®o¹n 0,4m ®Ó thÐp chê vµ ch«n ®Çu cäc vµo ®µi mét ®o¹n 0,15m. Chän ®é s©u ch«n ®µi h=2m.
§Ó nèi 2 cäc víi nhau ta ding ph¬ng ph¸p hµn 2 ®Çu cäc l¹i víi nhau b»ng c¸c tÊm thÐp.§Ó nèi cäc b»ng biÖn ph¸p hµn,ngêi ta hµn s½n c¸c b¶n thÐp vµo thÐp däc cña cäc.
1
2
4
5
3
4:§o¹n cäc trªn
5:§o¹n cäc duíi
3:B¶n thÐp hµn vµo thÐp däc
2:§õ¬ng hµn
1:B¶n thÐp dïng ®Ó nèi cäc
chi tiÕt nèi cäc
4.2.X¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña coc.
4.2.1.T¶i träng tÝnh to¸n cña cäc theo vËt liÖu lµm cäc.
- T¶i träng tÝnh to¸n
=j()
Trong ®ã :
j - hÖ sè uèn däc cña cäc;j =1 mãng ®µi thÊp,cäc kh«ng c¾m qua bïn.
Ra – cêng ®é chÞu nÐn tÝnh to¸n cña cèt thÐp;Ra =28000kPa.
Rb – cêng ®é tÝnh to¸n cña bª t«ng;Rb = 17000kPa.
Fa – diÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cña cèt thÐp.
Fb – diÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cña bª t«ng; Fb = 0,3.0,3 =0,09m2
Thay sè vµo ta cã:
=1.(17000.0,09+280000.0,001)=1810 kN.
4.2.2.Søc chÞu t¶i cña cäc theo cêng ®é ®Êt nÒn.
Ch©n cäc tú lªn líp c¸t h¹t võa nªn cäc lµm viÖc theo s¬ ®å cäc treo(cäc ma s¸t) vµ søc chÞu t¶i cña cäc lªn ®Êt nÒn x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
).
Trong ®ã: m – hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña mãng cäc trong ®Êt,®èi víi cäc ®ãng,tiÕt diÖn vu«ng,®Æc th× m=1.
mR,mf – hÖ sè xÐt ®Õn ¶nh hëng cña ph¬ng ph¸p thi c«ng cäc ®èi víi cêng ®é tÝnh to¸n cña ®Êt díi ch©n cäc vµ xung quanh cäc.¸p dông trong trêng hîp cäc ®Æc ®ãng b»ng bóa diesel,kh«ng khoan dÉn ta cã: mR =1; mf =1;
R – cêng ®é tÝnh to¸n cña nÒn ë ch©n cét víi ®é s©u h = 17,1m.Ta cã R = 4464kPa;
fi – cêng ®é tÝnh to¸n cña ma s¸t thµnh líp ®Êt thø i víi bÒ mÆt xung quanh cäc.
hi- chiÒu dµy cña líp ®Êt thø I tiÕp xóc víi cäc.
U – chu vi tiÕt diÖn ngang cäc; U =0,3.4 =1,2m.
Cêng ®é tÝnh to¸n cña ma s¸t gi÷a mÆt xung quanh cäc vµ ®Êt bao quanh (fi) tra b¶ng cã néi suy:
= 2,55m ;IL=0,693 Þ =7,8kPa;
= 4,125m ;IL=0,693 Þ =10,37kPa;
= 5,775m ;IL=0,65 Þ =13,6kPa;
= 7,525m ;IL=0,65 Þ =14,12kPa;
= 9,25m Þ=44,75kPa;
= 10,95m Þ=50,05kPa;
= 12,75m Þ=48,25kPa;
=14,55m Þ=65,63kPa;
=16,25m Þ=77,25kPa;
=1[1.4464.0,3.0,3+1,2.(1.7,8.1.6+1.10,37.1,55+1.13,6.1,75
+1.14,12.1,75+1.44,75.1,7+1.50,05.1,7+1.48,25.1,9+1.65,63.1,7+1.77,25.1,7] =1089,11kN.
§Ó t¨ng ®é an toµn ta sö dông P’d.
=777,94kN.
4.2.3.Søc chÞu t¶i cña cäc theo kÕt qu¶ xuyªn tiªu chuÈn SPT.
PSPT = 1/3 .( )
N=18 – sè SPT ë ch©n cäc.
= 300 - ®èi víi cäc ®ãng.
Ls =8,7m
Lc = L1 +L2=3,25+3,9 = 7,15m.
VËy : PSPT = 1/3 .( 300.18.0,3.0,3+1,2.( 2.18.8,7 + 39,09.7,15 ))
= 399,07 kN.
4.2.4.Søc chÞu t¶i cña cäc theo kÕt qu¶ xuyªn tÜnh.
P’x = Pmòi + Pxq = qp.F + u.
Trong ®ã: qp – søc c¶n ph¸ ho¹i cña ®Êt ë ch©n cäc.
qp = k.qc
qsi =
Cäc xuyªn qua líp sÐt pha cã qc = 1160kPa
Cäc xuyªn qua líp c¸t pha cã qc = 1270kPa
Cäc xuyªn qua líp c¸t h¹t nhá cã qc = 1040kPa.
Cäc xuyªn qua líp c¸t h¹t võa cã qc = 10025kPa
Tra b¶ng ta t×m ®îc k =0,5 vµ c¸c gi¸ trÞ ;
sÐt pha : = 30 qs1 =38,67kPa.
c¸t pha : = 80 qs2 = 15,87kPa.
c¸t h¹t nhá: = 80 qs3 = 13kPa.
c¸t h¹t võa : = 150 qs4 = 66,83kPa.
Søc c¶n ph¸ ho¹i cña ®Êt ë ch©n cäc:
qp = 0,5. 10025 = 5012,5kPa.
Ta cã: P’x = qp.F + u.
= 5012,5.0,09 + 1,2.(3,25.38,67+3,9.15,87+4.13+3,4.66,83)
= 1011,27kN.
T¶i träng cho phÐp t¸c dông xuèng cäc:
-Theo 20 TCN 112 – 84 .
= 459,67kN.
4.3.X¸c ®Þnh sè lîng cäc vµ bè trÝ cäc trong mãng.
¸p lùc tÝnh to¸n do ph¶n lùc ®Çu cäc t¸c dông lªn ®Õ ®µi:
DiÖn tÝch s¬ bé cña ®Õ ®µi:
m2
Träng lîng cña ®µi vµ ®Êt trªn ®Õ ®µi:
=1,1.2,32.2,3.20 = 117,4kN.
Lùc däc tÝnh to¸n x¸c ®Þnh ®Õn cèt ®Õ ®µi:
=1234 + 117,4 = 1351,4kN
Sè lîng cäc s¬ bé:
=2,94
LÊy sè cäc = 5 cäc .Bè trÝ cäc trong mÆt b»ng nh trong h×nh.
DiÖn tÝch ®Õ ®µi thùc tÕ:
FttÕ =1,8x2,3=4,14m2
Träng lîng tÝnh to¸n cña ®µi vµ ®Êt trªn ®µi:
=1,1.4,14.2,3.20=209,48kN
Lùc däc tÝnh to¸n x¸c ®Þnh ®Õn cèt ®Õ ®µi:
=1234+209,48 = 1443,48kN
M« men tÝnh to¸n x¸c ®Þnh t¬ng øng víi träng t©m diÖn tÝch tiÕt diÖn c¸c cäc t¹i ®Õ ®µi:
= 338 + 19.0,8 =353,2kN.m.
Lùc truyÒn xuèng c¸c cäc d·y biªn:
Pmax=399kN
Pmin=178,32kN.
Träng lîng tÝnh to¸n cña cäc:
P’c = 0,3.0,3.15,55.25.1,1 = 38,49kN.
Pttmax + Pc = 399+38,49=437,49kN < P’d=777,09kN.
Nh vËy tho¶ m·n ®iÒu kiÖn lùc max truyÒn xuèng cäc d·y biªn vµ
Pttmin = 178,32kPa > 0 nªn kh«ng ph¶i kiÓm tra theo ®iÒu kiÖn chèng nhæ.
4.4.KiÓm tra nÒn mãng cäc theo ®iÒu kiÖn biÕn d¹ng.
§é lón cña nÒn mãng cäc ®îc tÝnh theo ®é lón cña nÒn khèi mãng quy íc cã mÆt c¾t lµ ABCD. Trong ®ã:
a = jtb/4
jtb=
==23,080
Þ a=5,770
ChiÒu dµi cña ®¸y khèi ,quy íc:
Lm= 1,8+2.15,55.tg6,1750= 5,16m
BÒ réng cña ®¸y khèi quy íc:
Bm=1+2.15,55.tg6,1750=4,36m
ChiÒu cao khèi mãng quy íc H= 18,05m. X¸c ®Þnh träng lîng cña khèi quy íc :
Khèi 1:Trong ph¹m vi tõ ®Õ ®µi trë lªn cã thÓ x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:
=Lm.Bm.h.gtb=5,16 .4,36 .2,1.20 = 944,90kN
*Khèi 2: Träng lîng cña cäc tõ ®¸y ®µi cäc ®Õn hÕt líp sÐt pha.
= (5,16.4,36.3,15-3,15.0,3.0,3.6).8,91=616,21kN
*Khèi 3: Líp c¸t pha:
N3tc = (5,16.4,36.3,9-3,9.0,3.0,3.6).9,1=779,32kN
*Khèi 4: Líp c¸t h¹t nhá:
Ntc4 = (5,16.4,36.4 - 4.0,3.0,3.6).8,62=757,18kN
*Khèi 5: Líp c¸t h¹t võa:
N5tc= (5,16.4,36.3,4 – 3,4.0.3.0.3.6).9,92=740,62kN.
TrÞ tiªu chuÈn träng lîng cäc 30x30cm dµi 8m :
8.0,3.0,3.25 =18kN.
Träng lîng cña 5 ®o¹n cäc trong ph¹m vi c¸c khèi:
Khèi 2 : Nc2 =
Khèi 3 : Nc3 =
Khèi 4 : Nc4 =
Khèi 5 : Nc5 = .
Träng lîng khèi mãng quy íc:
=944,9+616,21+779,32+757,18+740,62+7,1+8,77+9+7,65
=3870,75kN.
TrÞ tiªu chuÈn lùc däc x¸c ®Þnh ®Õn ®¸y khèi quy íc:
=1086,66+3870,75=4957,41kN
M« men tiªu chuÈn t¬ng øng träng t©m ®¸y khèi quy íc:
281,66+15,83.16,35=540,48kNm.
§é lÖch t©m:
e==0,11m
¸p lùc tiªu chuÈn ë ®¸y khèi quy íc:
=
sttmax=248,53kPa.
sttmin=192,36kPa
stttb=220,44kPa
Cêng ®é tÝnh to¸n cña ®Êt ë ®¸y khèi quy íc:
Ktc=1,0 v× c¸c chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt lÊy theo sè liÖu thÝ nghiÖm trùc tiÕp ®èi víi ®Êt
m1=1,2; m2=1( v× c«ng tr×nh kh«ng thuéc lo¹i tuyÖt ®èi cøng)
=9,66kN/m3.
Tra b¶ng víi jII= 16,8°, A= 0,37; B= 2,53; D= 5,1
CII = 26kPa
VËy:
= 705,73kPa,
Ta cã: sttmax=248,53kPa<1,2.RM=846,87kPa
stttb=220,44kPa < RM=705,73kPa
Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn.
VËy ta cã thÓ tÝnh to¸n ®îc ®é lón cña nÒn theo quan niÖm biÕn d¹ng tuyÕn tÝnh. Trêng hîp nµy ®Êt nÒn tõ ch©n cäc trë xuèng cã chiÒu dµy lín, ®¸y cña khèi quy íc cã diÖn tÝch bÐ nªn ta dïng m« h×nh lµ nöa kh«ng gian biÕn d¹ng tuyÕn tÝnh ®Ó tÝnh to¸n.
øng suÊt b¶n th©n t¹i ®¸y khèi quy íc:
sbt=1.16,4+0,8.7+3,9.8,91+3,9.9,1+4.8,62+3,4.9,92
=160,44kPa.
øng suÊt b¶n th©n t¹i ®¸y mãng quy íc:
=220,44 – 160,44 = 60kPa
Chia ®Êt nÒn thµnh c¸c líp b»ng nhau vµ b»ng =0,872m.
øng suÊt g©y lón ë ®é s©u zi : =k0..
§iÓm
Z(cm)
LM/BM
2z/BM
K0
0
0
1,2
0
1
60
160,44
1
0,87
nt
0,4
0,962
57,72
162,72
2
1,74
nt
0,8
0,783
46,98
173,46
3
2,61
nt
1,2
0,652
39,12
181,32
4
3,48
nt
1,6
0,496
29,76
190,68
5
4,35
nt
2,0
0,379
22,74
197,70
6
5,22
nt
2,4
0,294
17,64
202,80
Giíi h¹n nÒn ë ®é s©u h = 5,22m cã 0,2.
§é lón cña nÒn x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :
= 0,00477m =0,477cm
§é lón cña mãng
S = 0,477cm < Sgh = 8cm
Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ®é lón tuyÖt ®èi:
4.4.1.TÝnh to¸n ®é bÒn vµ cÊu t¹o ®µi cäc.
Dïng bª t«ng m¸c 200,cã Rn =9000kPa; Rk=750kPa;
ThÐp AII cã Ra= 280000kPa;
Díi ®¸y ®µi cäc ding mét líp bª t«ng lãt dµy 10cm xi m¨ng c¸t vµng n¸c 75,®¸ 4x6.
X¸c ®Þnh chiÒu cao ®©m thñng: Khi vÔ th¸p ®©m thñng tõ thµnh cèc nghiªng mét gãc 450 so víi ph¬ng th¼ng ®øng cét ta thÊy th¸p n»m trïm ra ngoµi trôc c¸c cäc.Nh vËy ®µi cäc kh«ng bÞ ®©m thñng
4.4.2TÝnh to¸n cèt thÐp cho ®µi cäc.
M« men t¬ng øng víi mÆt ngµm I-I
M1 = r1.(P1 + P2) =0,45.2.399=359,1kNm.
Trong ®ã : r1 = 0,75 - 0,3 = 0,45m.
P1 = P2 = Pmax = 399kN.
DiÖn tÝch cèt thÐp ®Ó chÞu m«men MI
=0,0028m2=28cm2
Chän 1416; Fa = 18,15cm2
ChiÒu dµi mét thanh thÐp dµi: 2,3-2.0,025=2,25m
Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ cèt thÐp dµi:
=1,8 - 2.(0,025+0,015)=1,72m
Kho¶ng c¸ch gi÷a tim c¸c cèt thÐp: a==0,132m=13,2cm.
M« men t¬ng øng víi mÆt ngµm II-II:
==0,2.(399+178,32)=115,46kNm.
Trong ®ã : r2 = 0,5-0,3 =0,2m
P1 = Pmax = 399kN.
P4 = Pmin = 178,32kN.
DiÖn tÝch cèt thÐp ®Ó chÞu m«men MII
=0,00061m2=6,1cm2
(F= 0,765 - 0,016=0,749m)
Chän cèt thÐp 1212 ; = 13,57cm2
ChiÒu dµi mçi thanh thÐp ng¾n: b2’=1,8-2.0,025=1,75m
Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ cèt thÐp ng¾n: l’ =2,3-2.(0,025+0,015)=2,22m
Kho¶ng c¸ch gi÷a tim c¸c cèt thÐp: a= 0,200m =20cm.
Bè trÝ cèt thÐp.
5.ThiÕt KÕ Mãng Díi Cét Trôc B2.
5.1.T¶i träng t¸c dông lªn mãng.
T¶i träng tÝnh to¸n ë ®Ønh mãng:
Nott = 1304kN
Mott= 338kN.m
Qott = 19kN
T¶i träng tiªu chuÈn :
LÊy cèt +0,00 lµ mÆt ®Êt phÝa trong nhµ.MÆt sµn tÇng hÇm cã cèt lµ -3m.Chän ®é s©u ch«n mãng lµ h = 1m ®èi víi cèt -3m.VËy ®Õ mãng ®Æt ë líp sÐt pha.
5.2.X¸c ®Þnh kÝch thíc s¬ bé ®Õ mãng.
Cêng ®é tÝnh to¸n cña líp sÐt pha:
R= (AbgII+ BhgII'+ DcII)
Trong ®ã:
m1=1,1 ®Êt sÐt pha.
m2=1,0 v× nhµ khung kh«ng ph¶i d¹ng tuyÖt ®èi cøng
Ktc=1,0 v× chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt lÊy theo kÕt qu¶ thÝ nghiÖm trùc tiÕp víi ®Êt
C¸c th«ng sè søc chèng c¾t cña líp ®Êt :jII= 16,8°;CII= 26kPa
Tra b¶ng c¸c hÖ sè ®Ó tÝnh ¸p lùc tiªu chuÈn cña nÒn ®Êt lµ
A= 0,37; B= 2,53; D= 5,1
g’II===10,52kN/m3
gII = gdn2 = 8,91kN/m3
R=(0,37.1,8.8,91+2,53.1,34.10,52+5,1.26) =191,6kPa
DiÖn tÝch s¬ bé ®Õ mãng
F=6,3m2
V× mãng chÞu t¶i tËp trung nªn ta t¨ng diÖn tÝch ®Õ mãng.
F* = 1,1 . 6,3 =6,93cm2.
Mãng chÞu t¶i lÖch t©m nªn cÇn lµm ®Õn ch÷ nhËt.
Chän kn =l/b =1,2.
=2,4 m
Chän b = 2,4m. l = b.kn = 2,4.1,2 = 2,88m.
Chän l = 2,8m.
¸p lùc tiªu chuÈn ë ®Õ mãng :
=
§é lÖch t©m cña mãng:
e=
Thay sè vµo ta cã :
=
= 257,8kPa
=119,13kPa
== 188,46kPa.
R=(0,37.2,4.8,91+2,53.1,34.10,52+5,1.26) =233,78kPa
Ta cã 1,2R = 1,2.233,78= 280,05 kPa
= 257,8kPa < 1,2R=280,05kPa
=119,13kPa< R=233,78kPa
VËy lµ ®iÒu kiÖn ¸p lùc ®îc tho¶ m·n.Chän kÝch thíc s¬ bé ®Õ mãng lµ
bxl=2,4x2,8m.
5.3.KiÓm tra mãng theo ®iÒu kiÖn biÕn d¹ng :
øng suÊt b¶n th©n cña ®Êt ë ®é s©u ®¸y mãng:
= 16,4.1 + 7.0,8 + 1,45.8,91= 34,92kPa
øng suÊt g©y lón t¹i träng t©m diÖn tÝch ®¸y mãng :
= -ghqd = 188,46- 8,91.1,34 =176,52kPa.
-øng suÊt g©y lón t¹i c¸c ®iÓm ë ®¸y mãng gåm:
+øng suÊt g©y lón do t¶i träng cña mãng ®ang xÐt:
+øng suÊt g©y lón do t¶i träng cña mãng ®ang xÐt:
=4.(KgI - KgII).
+øng suÊt g©y lón do t¶i träng cña mãng ®ang xÐt:
=4.(KgIII -KgIV).
Ta cã :
Chia ®Êt nÒn díi ®Õ mãng thµnh c¸c líp ph©n tè cã chiÒu dµy hi . ë ®©y ta chia thµnh c¸c líp cã hi = 0,44m vµ lËp b¶ng ®Ó tÝnh :
B¶ng tÝnh vµ :
§iÓm
Z(m)
l/b
2z/b
ko
0
0
1,17
0
1
176,52
28,36
1
0,44
nt
0,367
0,968
170,87
32,28
2
0,88
nt
0,73
0,922
162,75
36,2
3
1,32
nt
1,1
0,83
146,51
40,12
4
1,76
nt
1,47
0,455
80,31
44,04
5
2,2
nt
1,84
0,412
72,72
47,96
6
2,64
nt
2,2
0,305
53,83
51,93
7
3,08
nt
2,57
0,273
48,19
55,89
8
3,52
nt
2,94
0,164
28,95
59,86
9
3,96
nt
3,3
0,121
21,36
63,83
10
4,4
nt
3,67
0,103
18,18
67,8
11
4,84
nt
4,04
0,0984
17,37
71,76
12
5,28
nt
4,4
0,0936
16,52
75,73
13
5,72
nt
4,77
0,0907
16,01
79,7
14
6,16
nt
5,14
0,0812
14,33
83,67
15
6,6
nt
5,5
0,0691
12,20
87,63
B¶ng tÝnh :
DiÖn I
DiÖn II
§iÓm
Z(m)
lI/bI
KgI
lII/bII
KgII
0
0
4,7
0,25
3,14
0,25
0
1
0,44
nt
0,2471
nt
0,247
0,017
2
0,88
nt
0,2323
nt
0,2321
0,035
3
1,32
nt
0,2089
nt
0,2083
0,106
4
1,76
nt
0,1841
nt
0,1827
0,247
5
2,2
nt
0,1615
nt
0,1592
0,406
6
2,64
nt
0,1422
nt
0,1388
0,600
7
3,08
nt
0,126
nt
0,1214
0,812
8
3,52
nt
0,1124
nt
0,1067
1,006
9
3,96
nt
0,1009
nt
0,0942
1,182
10
4,4
nt
0,091
nt
0,0836
1,306
11
4,84
nt
0,0825
nt
0,0744
1,430
12
5,28
nt
0,0751
nt
0,0666
1,500
13
5,72
nt
0,0686
nt
0,0598
1,553
14
6,16
nt
0,0629
nt
0,0539
1,600
15
6,6
nt
0,0578
nt
0,0488
1,621
B¶ng tÝnh vµ :
DiÖn III
DiÖn IV
§iÓm
Z(m)
lIII/bIII
KgIII
lIV/bIV
KgIV
0
0
6,27
0,25
3,73
0,25
0
176,52
1
0,44
nt
0,2443
nt
0,2443
0
170,88
2
0,88
nt
0,2202
nt
0,22
0,035
162,82
3
1,32
nt
0,1887
nt
0,1881
0,106
146,7
4
1,76
nt
0,1601
nt
0,1588
0,230
80,78
5
2,2
nt
0,1369
nt
0,1347
0,390
73,51
6
2,64
nt
0,1184
nt
0,1152
0,564
54,99
7
3,08
nt
0,1037
nt
0,0994
0,760
49,76
8
3,52
nt
0,0917
nt
0,0864
0,935
30,89
9
3,96
nt
0,0818
nt
0,0756
1,094
23,36
10
4,4
nt
0,0735
nt
0,0666
1,218
20,70
11
4,84
nt
0,0664
nt
0,059
1,306
20,10
12
5,28
nt
0,0603
nt
0,0525
1,377
19,40
13
5,72
nt
0,055
nt
0,047
1,412
18,98
14
6,16
nt
0,0504
nt
0,0422
1,447
17,38
15
6,6
nt
0,0463
nt
0,0381
1,448
15,27
T¹i ®é s©u 6,6m kÓ tõ ®¸y mãng 0,2.do vËy ta lÊy giíi h¹n nÒn ®Õn ®é s©u 6,6m kÓ tõ ®¸y mãng.
= 0,0278+0,0142 = 0,042m
§é lón cña mãng s = 0,042m < sgh =0,08m tho¶ m·n ®iÒu kiÖn ®é lón tuyÖt ®èi.
5.4.TÝnh to¸n ®é bÒn vµ cÊu t¹o mãng:
Dïng: Bª t«ng m¸c 200, Rn= 9000 kPa, Rk= 750 kPa
ThÐp AII, Ra=280000 kPa.
5.4.1.¸p lùc tÝnh to¸n ë ®¸y mãng.
=
Víi e = 0,1
Thay sè vµo ta cã :
=
= 235,63kPa
=152,52kPa
==194,07kPa.
p1tt = pmintt + .(pmaxtt+ - pmintt)
= 152,52 + .( 235,63 – 152,52 )
= 200kPa.
ptt = .
5.4.2.X¸c ®Þnh chiÒu cao cña mãng.
=0,9m.
Trong ®ã: btt = l = 2,8m.
btr = bc = 0,3m.
Lµm líp bªt«ng lãt dµy 10cm.V÷a xi m¨ng c¸t vµng m¸c 75.chän líp b¶o vÖ cèt thÐp a=0,035m.
LÊy chiÒu cao mãng hm =1,0m.
ChiÒu cao lµm viÖc cña mãng: h0=1,0 - 0,035=0,965m
KiÓm tra chiÒu cao cña mãng theo ®iÒu kiÖn ®©m thñng.
DiÖn tich ®©m thñng
=2,4.(1,2 - 0,965)= 0,564m2
Lùc g©y chäc thñng:
¸p lùc trung b×nh g©y chäc thñng:
p1tt’ = pmintt + .(pmaxtt+ - pmintt)
= 152,52 + .( 235,63 – 152,52 )
= 227,17kPa.
ptt’ = .
Thay sè vµo ta cã:
Lùc chèng ®©m thñng:
0,75= 0,75.750.0,965.1,265 = 686,66kN.
Víi: btb==1,265m.
Ta cã: <0,75= 686,66kN.
VËy mãng kh«ng thÓ bÞ ph¸ ho¹i theo ®©m thñng.
5.5.TÝnh cèt thÐp cho mãng:
M«men t¬ng øng víi mÆt ngµm I-I:
DiÖn tÝch cèt thÐp
Chän 1412; cã Fa = 15,83cm2
ChiÒu dµi mét thanh thÐp dµi: l - 2a'=2,8 - 2.0,025 = 2,75m.
Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ cèt thÐp dµi:
b’ = 2,4 – 2.(0,015 + 0,025) = 2,32m.
kho¶ng c¸ch gi÷a tim c¸c cèt thÐp:
Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn 100200mm.
- M«men t¬ng øng víi mÆt ngµm II-II.
DiÖn tÝch cèt thÐp
Víi h0’ = h0 - 1 = 0,965 – 0,01 = 0,955
Chän 1610; cã Fa = 12,57cm2
ChiÒu dµi mét thanh thÐp ng¾n: l - 2a'=2,4 - 2.0,025 = 2,35m.
Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ cèt thÐp ng¾n:
b’ = 2,8 – 2.(0,015 + 0,025) = 2,72m.
kho¶ng c¸ch gi÷a tim c¸c cèt thÐp:
Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn 100200mm.
Bè trÝ cèt thÐp nh h×nh vÏ: