Trường đại học kiến trúc Hà Nội: Nhà khách và nhà làm việc Quốc Oai - Hà Nội

PhÇn iIi ThiÕt kÕ nÒn vµ mãng (15%) NhiÖm vô ®­îc giao thiÕt kÕ mãng m1 d­íi cét trôc a khung k2 thiÕt kÕ mãng m2 d­íi cét trôc b khung k2 Gvhd: th.s. vò thanh thuû Hµ néi th¸ng 05-2009 1. §iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh Theo “B¸o c¸o kÕt qu¶ kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh Nhµ kh¸ch vµ nhµ lµm viÖc Quèc Oai - Hµ Néi phôc vô giai ®o¹n thiÕt kÕ kü thuËt”. Khu ®Êt x©y dùng t­¬ng ®èi b»ng ph¼ng, cong viÖc ngoµi hiÑn tr­êng ®­îc tiÕn hµnh b»ng thiÕt bÞ khoan tay theo ph­¬ng ph¸p guång xo¸y, thÝ nghiÖm xuyªn tiªu chuÈn SPT. Tõ trªn xuèng d­íi gåm c¸c líp ®Êt cã chiÒu dµy Ýt thay ®æi trong mÆt b»ng. Líp 1: §Êt lÊp dµy trung b×nh 1,1 (m). Líp 2: SÐt pha n©u gô, x¸m n©u, dµy trung b×nh 2,3 (m). Líp 3: SÐt pha nhÑ x¸m n©u, dµy trung b×nh 1,4 (m). Líp 4: C¸t pha x¸m ghi, x¸m tro dµy trung b×nh 2,4 (m). Líp 5: C¸t h¹t nhá, x¸m tro, x¸m ghi dµy trung b×nh 7,3 (m). Líp 6: C¸t h¹t trung, x¸m xanh, x¸m ghi, chiÒu dµy ch­a kÕt thóc ë ®é s©u 25 (m). Mùc n­íc ngÇm gÆp ë ®é s©u 3 m so víi mÆt ®Êt. B¶ng chØ tiªu c¬ häc – vËt lý cña c¸c líp ®Êt TT Tªn líp ®Êt g KN/m3 gs KN/m3 W % WL % WP % j cII KPa E KPa N Cu KPa 1 §Êt lÊp 17,2 - - - - - - - - - 2 SÐt pha 18,6 27,2 28,8 36,9 24 10,54 19 9000 11,25 80,325 3 C¸t pha nhÑ 18,2 26,8 27,9 31 21,7 10,3 14 6700 5,25 34,485 4 C¸t pha 18,2 26,7 20 21,6 15,3 15,46 10 7470 10,75 76,755 5 C¸t h¹t nhá 18,9 26,2 21,4 - - 30,9 - 12860 19,3 6 C¸t h¹t trung 19,1 26,1 17,3 - - 31,7 - 18670 26,6 2. §¸nh gi¸ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh Líp 1: §Êt lÊp, ®©y lµ líp sÐt pha mµu x¸m n©u, x¸m vµng, kÕt cÊu xèp cã chiÒu dµy trung b×nh lµ 1,2m, líp ®Êt nµy yÕu kh«ng ®ñ kh¶ n¨ng chÞu lùc ®Ó lµm mãng c«ng tr×nh. Khi dïng gi¶i ph¸p mãng trªn nÒn thiªn nhiªn hay nh©n t¹o th× ph¶i ®µo hè mãng qua líp ®Êt nµy. Líp 2: §Êt sÐt pha n©u gô, x¸m n©u, cã chiÒu dµy trung b×nh lµ 2 (m), ®é sÖt ®­îc x¸c ®Þnh bëi c«ng thøc: §é sÖt: 0,25 < IL < 0,5 Þ §Êt ë tr¹ng th¸i dÎo cøng, cã m« ®un biÕn d¹ng E = 9000 (KPa). §Êt cã tÝnh chÊt x©y dùng trung b×nh. HÖ sè rçng: Dung träng ®Èy næi: Trong ®ã: gw = 10 (KN/m3) Líp 3: §Êt sÐt pha nhÑ x¸m n©u, chiÒu dµy trung b×nh lµ 1,4 (m). §é sÖt: 0,5 < IL < 0,75 §Êt sÐt pha ë tr¹ng th¸i dÎo mÒm, cã m« ®un biÕn d¹ng E = 6700 (KPa), ®Êt cã tÝnh x©y dùng trung b×nh. HÖ sè rçng: Dung träng ®Èy næi: Líp 4: C¸t pha x¸m ghi, x¸m tro cã chiÒu dµy trung b×nh lµ 2,3 (m). §é sÖt: 0,5 < IL < 0,75 §Êt ë tr¹ng th¸i dÎo mÒm, cã m« ®un biÕn d¹ng E =7470 (KPa), ®Êt cã tÝnh chÊt x©y dùng trung b×nh. HÖ sè rçng: Dung träng ®Èy næi: Líp 5: C¸t h¹t nhá, x¸m tro, x¸m ghi cã chiÒu dµy trung b×nh lµ 6,8 (m). HÖ sè rçng: Ta cã 0,6 < e < 0,8 Tra b¶ng 1- 3 s¸ch h­íng ®Én ®å ¸n nÒn vµ mãng, líp c¸t nµy ë tr¹ng th¸i chÆt võa vµ cã m«®un biÕn d¹ng E = 12860 (KPa) lµ lo¹i ®Êt tèt. Líp 6: C¸t h¹t trung, x¸m xanh, x¸m ghi cã chiÒu dµy ch­a kÕt thóc ë ®é s©u 25 (m). HÖ sè rçng: Ta cã 0,55 < e < 0,70 Tra b¶ng 1- 3 s¸ch h­íng ®Én ®å ¸n nÒn vµ mãng, líp c¸t nµy ë tr¹ng th¸i chÆt võa vµ cã m«®un biÕn d¹ng E = 31700 (KPa) lµ lo¹i ®Êt tèt. 3. NhiÖm vô ®­îc giao ThiÕt kÕ mãng M1 d­íi cét trôc A-2, mãng M2 d­íi cét trôc B-2. T¶i träng t¹i ch©n cét lÊy tõ b¶ng tæ hîp néi lùc cña khung k2. Mãng Cét trôc N0tt (kN) Mott (kNm) Qtt (kN) M1 A-2 -1666,77 -196,49 -66,03 M2 B-2 -2326,84 -204,60 -70,39 4. Chän gi¶i ph¸p nÒn vµ mãng vµ ®é s©u ®Æt mãng 4.1. Lùa chän gi¶i ph¸p nÒn mãng C¨n cø vµo ®Æc ®iÓm c«ng tr×nh, t¶i träng, ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh, ®Þa ®iÓm x©y dùng ta chän ph­¬ng ¸n mãng cäc BTCT chÕ t¹o s½n, Ðp tr­íc b»ng m¸y thuû lùc. Mòi cäc c¾m vµo líp ®Êt thø 6 (c¸t h¹t trung). Tra b¶ng 16 TCXD 45-78 ®èi víi nhµ khung BTCT cã t­êng chÌn §é lón tuyÖt ®èi giíi h¹n: Sgh= 8 (cm). §é lón lÖch t­¬ng ®èi: DSgh= 0,001. 4.2. §é s©u ®Æt mãng - Dùa vµo mÆt b»ng c«ng tr×nh, thÊy r»ng kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cét lµ kh¸ xa, nªn lùa chän ph­¬ng ¸n mãng ®¬n cho tõng cét. - Trong c«ng tr×nh kh«ng cÇn bè trÝ khe lón hay khe nhiÖt ®é v× c«ng tr×nh cã mÆt b»ng ch÷ nhËt kÝch th­íc 26,4x14,4m, kÕt cÊu c«ng tr×nh lµ khung bª t«ng cèt thÐp chÞu lùc. - thÊy r»ng kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cét lµ kh¸ xa, nªn bè trÝ tiÕt diÖn gi»ng nhµ dùa vµo nhÞp lín nhÊt cho toµn c«ng tr×nh: l = 4,8m TiÕt diÖn dÇm gi»ng mãng : (m) Chän hg = 0,40 (m) bg = (0,3 – 0,5 )hg = (0,3 - 0,5).0,4 = 0,12 - 0,2 (m) Chän bg = 0,22 (m) - Lùa chän chiÒu s©u ®Æt ®Õ ®µi: Chän s¬ bé chiÒu cao ®µi h® = 1 m. Cèt ®Ønh ®µi c¸ch cèt ngoµi nhµ ( cèt tù nhiªn ) lµ 0,55m - Lùa chän ®é s©u ®Õ ®µi lµ h=2m so víi cèt - D­íi ®Õ ®µi lµm líp bª t«ng lãt v÷a xi m¨ng c¸t B7,5 dµy 10cm 5. ThiÕt kÕ mãng M1 d­íi cét trôc A-2 TiÕt diÖn ch©n cét bxh = 300x500 (mm) Néi lùc tÝnh to¸n ë ch©n cét: Néi lùc tÝnh to¸n mãng kÓ thªm t¶i träng tÇng 1 truyÒn xuèng gåm cã: Träng l­îng cét tÇng 1: cét cao (4,6 - 0,45 = 4,15)m, tiÕt diÖn 30x50cm Träng l­îng bª t«ng cét tÇng 1: Nctt = 0,3.0,5.25.4,15.1,1 = 17,12(KN). Träng l­îng líp tr¸t cét tÇng 1: = (0,3+0,5).2.0,015.18.4,15.1,3 = 2,33(KN). Do gi»ng mãng trôc A vµ gi»ng mãng trôc 2: gi»ng mãng tiÕt diÖn 22x40cm Ngtt = 0,22.0,4.(+).25.1,1 = 17,4(KN). Träng l­îng t­êng trôc A vµ träng l­îng t­êng trôc 2 tÇng 1: T­êng cao 4,15m, réng 0,22m =0,22.4,15..1,1.18 = 130,16 (KN) Träng l­îng líp v÷a tr¸t t­êng: =(0,015.2).4,15.18.1,3 = 20,97 (KN) Tæng träng l­îng gi»ng, cét, t­êng tÇng 1 truyÒn xuèng mãng: = = 17,12 + 2,33 +17,4 +130,16 + 20,97 = 187,98KN) VËy néi lùc tÝnh to¸n ë mãng trôc A lµ: = N = 1666,77 +187,98 = 1854,75(KN). T¶i träng tiªu chuÈn ë ®Ønh mãng: Dïng 2 cäc dµi 7m, tiÕt diÖn 30x30 cm, thÐp däc 418 CII, bª t«ng cÊp ®é bÒn B25, c¾m vµo líp c¸t h¹t trung 1,15m. §Çu cäc cã mÆt bÝch thÐp, liªn kÕt cäc vµo ®µi b»ng c¸ch ph¸ ®Çu cäc cho tr¬ thÐp däc ra >20.d =20.18 = 360 mm = 0,36m, chän 0,4m vµ ch«n ®o¹n cäc cßn nguyªn 0,15m vµo ®µi. Cäc ®­îc h¹ xuèng b»ng bóa diezel kh«ng khoan dÉn. §Ó nèi 2 cäc víi nhau ta dïng ph­¬ng ph¸p hµn 2 ®Çu cäc l¹i víi nhau b»ng c¸c tÊm thÐp. Chi tiÕt nèi 2 cäc C1 vµ C2 Cäc C1 Cäc C2 MÆt bÝch nèi cäc §­êng hµn B¶n thÐp hµn vµo thÐp däc 5.1. X¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña cäc ®¬n 5.1.1. X¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña cäc theo vËt liÖu lµm cäc Trong ®ã: j: hÖ sè uèn däc. §èi víi mãng cäc ®µi thÊp, cäc kh«ng c¾m qua bïn, than bïn. j =1 Rb: C­êng ®é chÞu nÐn tÝnh to¸n cña bª t«ng lµm cäc, Rb=14,5 MPa Ab: DiÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cña cäc: Ab = 0,3.0,3 = 0,09 m2. Rsc: C­êng ®é chÞu nÐn tÝnh to¸n cña thÐp däc tham gia chÞu lùc trong cäc, Rsc =280 MPa As: DiÖn tÝch tiÕt cèt thÐp däc tham gia chÞu lùc trong cäc: As = =10,18cm2 5.1.2. X¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña cäc theo xuyªn tiªu chuÈn SPT X¸c dÞnh theo c«ng thøc: PSPT = Trong ®ã: a = 300 Na : TrÞ sè SPT cña ®Êt ë mòi cäc, Na= 26,6 Ap : DiÖn tÝch cäc U : Chu vi cäc Nsi: ChØ sè SPT trung b×nh cña c¸c líp ®Êt rêi bªn th©n cäc Cui: Lùc dÝnh kh«ng tho¸t n­íc cña cña líp ®Êt thø i t­¬ng øng víi chiÒu dµy lci. lci: ChiÒu dµi cäc c¾m qua líp ®Êt dÝnh. lsi: ChiÒu dµi cäc c¾m qua líp ®Êt rêi. Pspt=1/3{300.26,6.0,09+ +4.0,3.[2.(19,3.6,8+26,6.1,15)+80,325.1,8+34,485.1,4+76,755.2,3]}= 516,6 kN §­a ®Ó tÝnh to¸n. §Ó c¸c cäc Ýt ¶nh h­ëng lÉn nhau, cã thÓ coi lµ cäc ®¬n, c¸c cäc ®­îc bè trÝ trong mÆt b»ng sao cho kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c tim cäc . Trong ®ã d lµ ®­êng kÝnh cäc. ¸p lùc tÝnh to¸n gi¶ ®Þnh t¸c dông lªn ®Õ ®µi do ph¶n lùc ®Çu cäc g©y ra: DiÖn tÝch s¬ bé cña ®Õ ®µi: Trong ®ã: : Lùc däc tÝnh to¸n x¸c ®Þnh ë cèt ®Ønh ®µi: ht, hn: §é s©u ®Æt ®¸y so víi cèt trong vµ cèt ngoµi nhµ. gtb: Gi¸ trÞ trung b×nh cña träng l­îng riªng ®µi cäc vµ ®Êt trªn ®µi: Trªn mùc n­íc ngÇm: gtb = 20 kN/m3 n: HÖ sè v­ît t¶i lÊy b»ng n = 1.1 Träng l­îng tÝnh to¸n s¬ bé cña ®µi vµ ®Êt trªn ®µi: Lùc däc tÝnh to¸n x¸c ®Þnh ®Õn cèt ®Õ ®µi: = 1854,75 + 99,3 = 1954,05 (kN) Sè l­îng cäc s¬ bé: cäc Do mãng chÞu t¶i lÖch t©m nªn lÊy = 5 cäc, bè trÝ nh­ h×nh vÏ DiÖn tÝch ®Õ ®µi thùc tÕ: = 2,1 x 1,6 = 3,36 m2 Träng l­îng tÝnh to¸n cña ®µi vµ ®Êt trªn ®µi: Lùc däc tÝnh to¸n x¸c ®Þnh ®Õn cèt ®Õ ®µi: 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. = +.hd = 196,49 + 66,03 x 1= 262,52 (KNm). Lùc däc truyÒn xuèng c¸c cäc d·y biªn: = Pttmax = 480,26(kN) Pttmin = 305,26(kN) Träng l­îng tÝnh to¸n cña mçi cäc (cã kÓ ®Õn cäc bÞ ®Èy næi): Pc = n.F.lc.gb = 1,1x0,3x0,3x[1,5x25 +11,95 x(25-9,81)] = 21,68(KN). = 480,26 +21,68 = 501,94(KN) < Pspt = 516,6(KN) tho¶ m·n ®iÒu kiÖn lùc max truyÒn xuèng d·y cäc biªn Pttmin = 305,26 (KN) > 0 nªn kh«ng ph¶i kiÓm tra theo ®iÒu kiÖn chèng nhæ. 5.2. KiÓm tra nÒn mãng 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 abcd: j2= 10,540, h2= 1,8 m j3= 10,30, h3 = 1,4 m m m m ChiÒu dµi, chiÒu réng cña ®¸y khèi quy ­íc: LM = L’ + 2.Lc.tga = 1,8 + 2x13,45xtg5,88o = 4,57 (m) BM = B’ + 2.Lc.tga = 1,3 + 2x13,45xtg5,88o = 4,07 (m) ChiÒu cao khèi mãng quy ­íc H = h + Lc = 1,475+ 13,45 = 14,925(m) *X¸c ®Þnh träng l­îng cña khèi mãng quy ­íc Träng l­îng khèi quy ­íc: Träng l­îng cña khèi quy ­íc tõ ®Õ ®µi ®Õn mÆt ®Êt: Träng l­îng cña khèi quy ­íc tõ ®Õ ®µi ®Õn ch©n cäc: Kh«ng trõ ®i träng l­îng ®Êt bÞ cäc chiÕm chç (cho cäc chÕ t¹o s½n thi c«ng kh«ng khoan dÉn): T¶i träng t¹i ®¸y khèi quy ­íc: T¶i träng tiªu chuÈn t¹i ®¸y khèi quy ­íc: M«men tiªu chuÈn t­¬ng øng ®Õn träng t©m ®¸y khèi quy ­íc. Mtc = = 170,86 + 57,42x14,45 = 1000,579 (KNm) §é lÖch t©m: e = ¸p lùc tiªu chuÈn ë ®¸y khèi quy ­íc: = 333,76(kPa) = 192,74(kPa ) = 263,25 (kPa) C­êng ®é tÝnh to¸n cña ®Êt ë ®¸y khèi quy ­íc: TRa b¶ng 3-1 s¸ch “ H­íng dÉn ®å ¸n nÒn mãng” - NXB x©y dùng 1996 m1=1,4 m2= 1,0 v× c«ng tr×nh thuéc lo¹i tuyÖt ®èi cøng. = 1 v× c¸c chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt lÊy theo sè liÖu trùc tiÕp ®èi víi ®Êt. Tra b¶ng 3-2 víi jII=30,90 cã A=1,21; B=5,97; D=8,25 = 11,19 (kN/m3) gII = gdn6 =10 (KN/m3) = 333,76 kPa < 1,2RM = 1743,216 (kPa) = 263,25 kPa < RM = 1452,68 (kPa) Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn. VËy tÝnh to¸n ®é lón cña nÒn theo quan niÖm nÒn biÕn d¹ng tuyÕn tÝnh. §Êt tõ ch©n cäc trë xuèng cã chiÒu dµy lín, ®¸y cña khèi quy ­íc cã diÖn tÝch nhá nªn ta dïng lµ nöa kh«ng gian biÕn d¹ng tuyÕn tÝnh ®Ó tÝnh to¸n. - øng suÊt b¶n th©n d­íi ®¸y khèi quy ­íc. = g1.h1 + g2.h2 + g3.h3 +g4.h4 + g5.h5 = =166,1 (kPa) - øng suÊt g©y lón d­íi ®¸y khèi quy ­íc: == 264,75 – 166,1= 98,65 (kPa) Chia ®Êt nÒn d­íi ®¸y khèi quy ­íc thµnh c¸c líp ®ång nhÊt, chiÒu dµy b»ng nhau cã hi Chän hi=0,8 m øng suÊt g©y lón ë ®é s©u zi (m): szi = Ko.sz=0gl B¶ng tÝnh vµ §iÓm Đé s©u Z Lm/Bm 2Z/Bm Ko sglzi sbtzi 0 0 1.123 0.0 1 98.65 166.1 1 0.8 1.123 0.4 0.965 95.20 174.10 2 1.6 1.123 0.8 0.818 80.70 182.10 3 2.4 1.123 1.2 0.634 62.54 190.10 4 3.2 1.123 1.6 0.478 47.15 198.10 5 4 1.123 2.0 0.362 35.71 206.100 T¹i ®iÓm 5 cã hi= 4m kÓ tõ ®¸y khèi quy ­íc tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: = 35,71 KPa < 0,2.= 0,2 x 206,1 = 41,22 (KPa) LÊy giíi h¹n nÒn ®Õn ®iÓm 5 ë ®é s©u 4m kÓ tõ ®¸y khèi quy ­íc §é lón cña nÒn: S = S = 1,2 cm < Sgh = 8cm, tho¶ m·n ®iÒu kiÖn lón tuyÖt ®èi. §é lón lÖch t­¬ng ®èi gi÷a c¸c mãng sÏ ®­îc kiÓm tra khi cã kÕt qu¶ tÝnh lón mãng M2 5.3. TÝnh to¸n ®é bÒn vµ cÊu t¹o ®µi cäc Dïng: + Bª t«ng B20 cã Rb= 11,5 MPa = 11500 KPa , Rbt= 0,9 MPa = 900 KPa + Cèt thÐp CII cã RS =280 MPa = 280000 KPa, ®µi cäc cã thÐp chê ®Ó ®æ cét. Líp bª t«ng lãt dµy 0,1m cÊp ®é bÒn B7,5, ®¸ 4x6 5.3.1. X¸c ®Þnh chiÒu cao ®µi theo ®iÒu kiÖn ®©m thñng Khi vÏ th¸p ®©m thñng tõ thµnh cèc nghiªng mét gãc 45o 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, Do ®ã ta kh«ng ph¶i kiÓm tra ®iÒu kiÖn ®©m thñng, S¬ ®å kiÓm tra träc thñng M1 5.3.2. TÝnh thÐp TÝnh cèt thÐp ®Æt cho ®µi cäc - M« men t­¬ng øng víi mÆt ngµm I-I: MI = r1(P1+P3) Trong ®ã: P1= P3 = = 480,26 (KN) r1= 0,75 - 0,25 = 0,5 (m) MI = 0,5x(480,26 + 480,26) = 480,26 (kNm) Do chiÒu cao ®µi h®= 1 m, cäc ngµm vµo ®µi 0,15 m, dù kiÕn dïng f16. ho = h® - 0,15 = 1 - 0,15 – 0,016/2 = 0,842 m ) Þ DiÖn tÝch cèt thÐp chÞu m« men MI : = 22,63 cm2 Chän 12f16; As = 24,13 cm2 ChiÒu dµi mçi thanh : l’= 2,1– 2x0,025 = 2,1 - 0,05 = 2,05 (m) Kho¶ng c¸ch cèt thÐp cÇn bè trÝ cèt thÐp : b’ = b - 2 ( 0,025 + 0,015 + ) =1,6 - 0,096 = 1,504(m) Kho¶ng c¸ch gi÷a hai trôc cèt thÐp c¹nh nhau : ÞTho¶ m·n ®iÒu kiÖn 100 < a < 200mm Chän a = 130(mm) - M« men t¹i mÆt ngµm II - II : MII = r2.(P1 +P2) Trong ®ã : P1 = = 305,26 (KN) P2 = = 480,26 (kN) (m) Do chiÒu cao ®µi h®= 1 m, cäc ngµm vµo ®µi 0,15 m, dù kiÕn dïng f12. ho = h® - 0,15 = 1 - 0,15 – 0,012/2 = 0,844 m ) ÞDiÖn tÝch cèt thÐp chÞu m« men MII : =12,93 (cm2) Chän 12f12 ; AS = 13,57 (cm) ChiÒu dµi mçi thanh: b’ = b – 2.0,025 =1,6 - 0,05 = 1,55(m) Kho¶ng c¸ch cèt thÐp cÇn bè trÝ cèt thÐp: l’ = l – 2.( 0,025 +0,015+) = 2,1 - 0,092 = 2,008(m) Kho¶ng c¸ch gi÷a hai trôc cèt thÐp c¹nh nhau : Þ tho¶ m·n ®iÒu kiÖn 100< a <200mm Chän a = 180(mm) Ta bè trÝ cèt thÐp cho mãng nh­ trong h×nh vÏ. 6. ThiÕt kÕ mãng t¹i ch©n cét trôc B-2 (M2) - Sö dông søc chÞu t¶i Pspt = 516,6 kN nh­ mãng M1 ®­a vµo thiÕt kÕ mãng M2 - TiÕt diÖn ch©n cét bxh = 300x500 (mm) - Néi lùc tÝnh to¸n ë ch©n cét: Néi lùc tÝnh to¸n mãng kÓ thªm t¶i träng tÇng 1 truyÒn xuèng gåm cã: Träng l­îng cét tÇng 1: cét cao (4,6 - 0,45 = 4,15)m, tiÕt diÖn 30x50cm Träng l­îng bª t«ng cét tÇng 1: Nctt = 0,3.0,5.25.4,15.1,1 = 17,12(KN). Träng l­îng líp tr¸t cét tÇng 1: = (0,3+0,5).2.0,015.18.4,15.1,3 = 2,33(KN). Do gi»ng mãng trôc B vµ gi»ng mãng trôc 2: gi»ng mãng tiÕt diÖn 22x40cm Ngtt = 0,22.0,4.().25.1,1 = 23,23(KN). Träng l­îng t­êng trôc B vµ träng l­îng t­êng trôc 2 tÇng 1: T­êng cao 4,15m, réng 0,22m = 0,22.4,15..1,1.18 = 173,5 (KN) Träng l­îng líp v÷a tr¸t t­êng: =(0,015.2).4,15.18.1,3 = 55,94 (KN) Tæng träng l­îng gi»ng, cét, t­êng tÇng 1 truyÒn xuèng mãng: = = 17,12 + 2,33 + 23,23 + 173,5 + 55,94 = 272,12 (KN) VËy néi lùc tÝnh to¸n ë mãng trôc B lµ: = N = 2326,84 + 272,12 = 2598,96 (KN). T¶i träng tiªu chuÈn ë ®Ønh mãng: 7. X¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña cäc ®¬n 7.1. X¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña cäc theo vËt liÖu lµm cäc Theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n mãng M1: 7.2. X¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña cäc theo xuyªn tiªu chuÈn SPT X¸c dÞnh theo c«ng thøc: PSPT = Theo mãng M1: Pspt = 516,6 kN ¸p lùc tÝnh to¸n gi¶ ®Þnh t¸c dông lªn ®Õ ®µi do ph¶n lùc ®Çu cäc g©y ra: DiÖn tÝch s¬ bé cña ®Õ ®µi: Trong ®ã: : Lùc däc tÝnh to¸n x¸c ®Þnh ë cèt ®Ønh ®µi: ht, hn: §é s©u ®Æt ®¸y so víi cèt trong vµ cèt ngoµi nhµ. gtb: Gi¸ trÞ trung b×nh cña träng l­îng riªng ®µi cäc vµ ®Êt trªn ®µi Trªn mùc n­íc ngÇm: gtb = 20 kN/m3 n: HÖ sè v­ît t¶i lÊy b»ng n = 1.1 Träng l­îng tÝnh to¸n s¬ bé cña ®µi vµ ®Êt trªn ®µi: Lùc däc tÝnh to¸n x¸c ®Þnh ®Õn cèt ®Õ ®µi: = 2598,96 + 146,971 = 2745,931 (kN) Sè l­îng cäc s¬ bé: cäc Do mãng chÞu t¶i lÖch t©m nªn lÊy = 7 cäc, bè trÝ nh­ h×nh vÏ DiÖn tÝch ®Õ ®µi thùc tÕ: = 2,4 x 2,4 = 5,76 m2 Träng l­îng tÝnh to¸n cña ®µi vµ ®Êt trªn ®µi: Lùc däc tÝnh to¸n x¸c ®Þnh ®Õn cèt ®Õ ®µi: 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. = +.h® = 207,82 + 72,44 x 1= 280,26 (KNm). Lùc däc truyÒn xuèng c¸c cäc d·y biªn: = Pttmax = 451,24(KN) Pttmin = 347,44(KN) Träng l­îng tÝnh to¸n cña mçi cäc (cã kÓ ®Õn cäc bÞ ®Èy næi): Pc = n.F.lc.gb = 1,1x0,3x0,3x[1,5x25 +11,95 x(25-9,81)] = 21,68(KN). = 451,24 + 21,68= 472,92(KN) < Pspt = 516,6(KN) tho¶ m·n ®iÒu kiÖn lùc max truyÒn xuèng d·y cäc biªn Pttmin = 347,44 (KN) > 0 nªn kh«ng ph¶i kiÓm tra theo ®iÒu kiÖn chèng nhæ. 8. KiÓm tra nÒn mãng 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 abcd: j2= 10,540, h2= 1,8 m j3= 10,30, h3 = 1,4 m m m m ChiÒu dµi, chiÒu réng cña ®¸y khèi quy ­íc: LM = L’ + 2.Lc.tga = 2,1 + 2x13,45xtg5,88o = 4,87 (m) BM = B’ + 2.Lc.tga = 2,1 + 2x13,45xtg5,88o = 4,87 (m) ChiÒu cao khèi mãng quy ­íc H= h + Lc = 1,55+ 13,45 = 15(m) * Träng l­îng khèi quy ­íc: Träng l­îng cña khèi quy ­íc tõ ®Õ ®µi ®Õn mÆt ®Êt: Träng l­îng cña khèi quy ­íc tõ ®Õ ®µi ®Õn ch©n cäc: Kh«ng trõ ®i träng l­îng ®Êt bÞ cäc chiÕm chç (cho cäc chÕ t¹o s½n thi c«ng kh«ng khoan dÉn): T¶i träng t¹i ®¸y khèi quy ­íc: T¶i träng tiªu chuÈn t¹i ®¸y khèi quy ­íc: M«men tiªu chuÈn t­¬ng øng t¹i träng t©m ®¸y khèi quy ­íc: Mtc = = 180,71 + 62,99x14,4 = 1087,77 (KNm) §é lÖch t©m: e = ¸p lùc tiªu chuÈn ë ®¸y khèi quy ­íc: = 330,24(kPa) = 217,5(kPa = 273,87 (kPa) C­êng ®é tÝnh to¸n cña ®Êt ë ®¸y khèi quy ­íc: TRa b¶ng 3-1 s¸ch “ H­íng dÉn ®å ¸n nÒn mãng” - NXB x©y dùng 1996 m1=1,4 m2= 1,0 v× c«ng tr×nh thuéc lo¹i tuyÖt ®èi cøng. = 1 v× c¸c chØ tiªu c¬ lý cña ®Êt lÊy theo sè liÖu trùc tiÕp ®èi víi ®Êt. Tra b¶ng 3-2 víi jII=30,90 cã A=1,21; B=5,97; D=8,25 = 11,19 (kN/m3) gII = gdn6 =10 (KN/m3) = 330,24 kPa < 1,2RM = 1765,632 (kPa) = 273,87 kPa < RM = 1471,36 (kPa) Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn. VËy tÝnh to¸n ®é lón cña nÒn theo quan niÖm nÒn biÕn d¹ng tuyÕn tÝnh. §Êt tõ ch©n cäc trë xuèng cã chiÒu dµy lín, ®¸y cña khèi quy ­íc cã diÖn tÝch nhá nªn ta dïng lµ nöa kh«ng gian biÕn d¹ng tuyÕn tÝnh ®Ó tÝnh to¸n. - øng suÊt b¶n th©n d­íi ®¸y khèi quy ­íc. = g1.h1 + g2.h2 + g3.h3 +g4.h4 + g5.h5= = =166,1 (kPa) - øng suÊt g©y lón d­íi ®¸y khèi quy ­íc: == 273,87 – 166,1= 107,77 (kPa) Chia ®Êt nÒn d­íi ®¸y khèi quy ­íc thµnh c¸c líp ®ång nhÊt, chiÒu dµy b»ng nhau cã hi Chän hi= 0,97 m øng suÊt g©y lón ë ®é s©u zi (m): szi = Ko.sz=0gl B¶ng tÝnh vµ §iÓm Đé s©u Z Lm/Bm 2Z/Bm Ko sglzi sbtzi 0 0 1.0 0.0 1 107.77 166.1 1 0.97 1.0 0.4 0.96 103.46 175.80 2 1.94 1.0 0.8 0.8 86.22 185.50 3 2.91 1.0 1.2 0.606 65.31 195.20 4 3.88 1.0 1.6 0.449 48.39 204.90 5 4.85 1.0 2.0 0.336 36.21 214.60 T¹i ®iÓm 5 cã hi= 4,85m kÓ tõ ®¸y khèi quy ­íc tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: = 36,21 KPa < 0,2.= 0,2 x 214,6 = 42,92 (KPa) LÊy giíi h¹n nÒn ®Õn ®iÓm 5 ë ®é s©u 4,85m kÓ tõ ®¸y khèi quy ­íc §é lón cña nÒn: S = S = 1,5 cm < Sgh = 8cm tho¶ m·n ®iÒu kiÖn lón tuyÖt ®èi §é lón lÖch t­¬ng ®èi gi÷a c¸c mãng: =0,001 Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn lón lÖch t­¬ng ®èi gi÷a 2 mãng. 9. TÝnh to¸n ®é bÒn vµ cÊu t¹o ®µi cäc Dïng: + Bª t«ng B20 cã Rb= 11,5 MPa = 11500 KPa , Rbt= 0,9 MPa = 900 KPa + Cèt thÐp CII cã RS =280 MPa = 280000 KPa, §µi cäc cã thÐp chê ®Ó ®æ cét. Líp bª t«ng lãt dµy 0,1m cÊp ®é bÒn B7,5, ®¸ 4x6 9.1. X¸c ®Þnh chiÒu cao ®µi theo ®iÒu kiÖn ®©m thñng S¬ ®å kiÓm tra träc thñng M1 Khi vÏ th¸p ®©m thñng tõ thµnh cèc nghiªng mét gãc 45o 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, Do ®ã ta kh«ng ph¶i kiÓm tra ®iÒu kiÖn ®©m thñng, 9.2. TÝnh thÐp ®Æt cho ®µi cäc a. M« men t­¬ng øng víi mÆt ngµm I-I MI =r1(p2+p5 +p7 ) = 0,65 x 3 x 451,24 = 879,918 kN.m Trong ®ã : p2,5,7= p= 451,24 KN. r1 = 0,9- 0,25 = 0,65 m DiÖn tÝch cèt thÐp ®Ó chÞu m«men MI : Do chiÒu cao ®µi cao 1m, cäc ngµm vµo ®µi 0,15m, dù kiÕn dïng cèt thÐp f20 nªn: h0 = 1 – 0,15 – 0,02/2= 0,84 cm DiÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cèt thÐp chÞu momen MI = 41,52cm2. Chän 1420: As = 47,12 cm2 ChiÒu dµi mét thanh thÐp ng¾n: l1= l - 2 x abv'= 2,4 - 2´ 0,025 = 2,35 m Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ cèt thÐp ng¾n: b1= b - 2 x (0,015 + 0,025 + 20/2) = 2,4 - 0,1 = 2,3 m Kho¶ng c¸ch gi÷a trôc c¸c cèt thÐp c¹nh nhau: Chän a = 170 mm b. M« men t­¬ng øng víi mÆt ngµm II-II = r2 x( P1+P2)= 0,75x(451,24+ 347,44) = 599,01 kN.m r2 = 0,9 - 0,15 = 0,75 m ChiÒu cao ®µi 1m, cäc ngµm vµo ®µi 0,15m, dù kiÕn dïng thÐp 16 h0 = h® –0,15 – 16/2 = 1 – 0,15 – 0,016/2 = 0,842 m DiÖn tÝch cèt thÐp ®Ó chÞu m«men MII : =28,23 cm2. Chän cèt thÐp: 1416, As= 28,15 cm2 ChiÒu dµi mçi thanh thÐp dµi: b2 = b- 2 x abv = 2,4 - 2 x 0,025 = 2,35m Kho¶ng c¸ch cÇn bè trÝ cèt thÐp dµi: l2=l - 2 x (0,015 + 0,025 + 16/2) = 2,4 – 2x(0,015+0,025+0,016/2)=2,304 (m) Kho¶ng c¸ch gi÷a trôc c¸c cèt thÐp c¹nh nhau: Chän a = 170 mm Bè trÝ thÐp nh­ h×nh vÏ