Hướng dẫn giải bài tập nền móng

Bài giảng Phát triển du lịch bền vững - Phần 2 Du lịch bền vững ở các vùng sinh thái nhạy cảm 1138283

• 60 Cau Trac Nghiem Quan Tri Hoc Can Ban
• Bài tập giữa kỳ SV chuong MN

Preview text

Số liệu tính toán:

• Bê tông móng B20 mác 250 (TCVN 5574:2018 Bảng 7 trang 33), cường độ chịu nén có Rb =11=11500kPa=1150 T; cường độ chịu kéo Rbt=0,9MPa=900kPa =90T.
• Sử dụng thép loại CB300-T (theo TTGH1-TCVN 5574:2018 Bảng 13 trang 45) có cường độ tính toán chịu kéo và chịu nén Rs=260MPa=260000kPa, Sử dụng thép loại CB400-V có Rs=350MPa=350000kPa.

Bài 2 : Một móng đơn kích thước 1,4mx1,8m;chiều sâu chôn móng là 2m. Tính sức chịu tải tiêu chuẩn Rtc khi nền đất được cấu tạo như sau: đất nền là lớp cát có chiều dày 20m, = 1,8 T/m 3 ; bh = 2,0 T/m 3 ;  = 30o; c = 0. Mực nước ngầm xuất hiện ở mặt đất tự nhiên biết m 1 = 1,2; m 2 = 1; ktc= 1. Giải Ta có : Ta có góc 𝜑 = 30° → 𝐴 = 1,15; 𝐵 = 5, 59; 𝐷 = 7, 95. Do mực nước ngầm ở mặt đất tự nhiên : 3 '

####### 20 10 10 / m

####### (20 10) 1 (20 10) 1 10 / m

####### 2

II II

####### KN

####### KN



#######    

#######        

Sức chịu tải tiêu chuẩn của đất nền Rtc:

Rtc = 𝑚 1 𝑘𝑥𝑚𝑡𝑐 2 (𝐴. 𝑏.𝛾𝐼𝐼+ 𝐵.ℎ.𝛾𝐼𝐼′ + 𝐷.𝑐)

\= 1,2(1, 15,4. 10 + 5, 59. 10 + 7, 95)= 153 𝐾𝑁/𝑚 3 Bài 4 : Cho một móng đơn kích thước móng l = 1,6m, b = 1,6m, chịu tác dụng của áp lực đáy móng lực P=149,3kN/m 2 , chịu tải đúng tâm. Cao trình đặt móng Df= 1,6m. Nền gồm 2 lớp: lớp đất CH, dày 4 m,  = 17 kN/m 3 ,  = 23o;c = 15 kN/m 2 ; lớp đất CL, dày rất sâu,  = 19 kN/m 3 .Số liệu thí nghiệm nén cố kết của các lớp đất như sau: Áp lực nén p (kPa) 0 100 200 300 400 Hệ số rỗng e (CH) 0 0 0 0 0. Hệ số rỗng e (CL) 0 0 0 0 0. a/ Kiểm tra tính ổn định của nền? 𝑃𝑡𝑏𝑡𝑐 ≤ Rtc. Cho biết m 1 = 1,2; m 2 = 1; ktc= 1. b/ Tính độ lún tại tâm móng bằng phương pháp cộng lún các lớp phân tố?

Giải:

1. Kiếm tra điều kiện ổn định : Ta có :

2000

Ta có góc 𝜑 = 23° → 𝐴 = 0, 66 ; 𝐵 = 3, 65 ; 𝐷 = 6, 24 3 '

####### 20 10 10 / m

####### (20 10) 1 (20 10) 1 10 / m

####### 2

II II

####### KN

####### KN



#######    

#######        

Sức chịu tải tiêu chuẩn của đất nền Rtc: Rtc = 𝑚 1 𝑘𝑥𝑚𝑡𝑐 2 (𝐴.𝑏.𝛾𝐼𝐼+ 𝐵. ℎ. 𝛾𝐼𝐼′ + 𝐷.𝑐) = 1,2(0, 66,6. 10 + 3, 56,6. 10 + 6, 24)= 193 𝐾𝑁/𝑚 3

PD 149,3 f .= 149,3 +1,6. 22 = 184,5 KN m / 2

𝑃𝑡𝑏𝑡𝑐 ≤ Rtc, thỏa điều kiện ổn định b) Tính lún tại tâm móng bằng phương pháp cộng lún các lớp phân tố

• Ứng suất gây lún (do tải trọng ngoài) tại đáy móng:

####### . 184,5 17, 4 1, 6 156, 66 / 2

 gl   P Df     KN m

• Ứng suất bản thân :  bt . Df   17, 4 1, 6 27,84 KN m / 2
• Chia các lớp đất có chiều dày: hii 0, 4 b   h 0,32 m
• Lập bảng tính lún

Lớp Điểm Z(m) l/b z/b k 0 gl bt P1i P2i e1i e2i

Si (cm)

1

1 0

1

0 1 156 27. 30 184 0 0 1. 2 0 0 0 150 33. 36 174 0 0 0. 3 0 0 0 125 38. 41 151 0 0 0. 4 0 0 0 94 44. 47 129 0 0 0. 5 1 0 0 70 50. 52 114 0 0 0. 6 1 1 0 52 55. 58 104 0 0 0. 7 1 1 0 40 61. 64 99 0 0 0. 8 2 1 0 31 66. 69 97 0 0 0. 9 2 1 0 25 72. 75 97 0 0 0. 10 2 1 0 20 77. 80 99 0 0 0. 11 3 2 0 16 83. 86 101 0 0 0. 12 3 2 0 14 89. 91 105 0 0 0. 13 3 2 0 12 94. 97 108 0 0 0.

𝑁𝑡𝑐=𝑁

𝑡𝑡 1, 15=

1. 1, 15= 35,3 𝑇

𝑀𝑥𝑡𝑐= 𝑀𝑥𝑡𝑡 1, 15=

2, 56 1, 15= 2, 23 𝑇𝑚

𝑀𝑦𝑡𝑐= 𝑀𝑦𝑡𝑡 1, 15=

4, 56 1, 15= 3, 97 𝑇𝑚 Tính toán độ lệch tâm.

𝑒𝑙=𝑀𝑦

𝑡𝑐 𝑁𝑡𝑐=

3, 97 35= 0, 112 𝑚

𝑒𝑏=𝑀𝑥

𝑡𝑐 𝑁𝑡𝑐=

2, 23 35= 0, 063 𝑚

Áp lực tiêu chuẩn cực đại tại đáy móng

𝑝𝑚𝑎𝑥𝑡𝑐 =𝑁 𝑡𝑐 𝐹.(1+

6𝑒𝑏 𝑏+

6𝑒𝑙 𝑙) + 𝛾𝑡𝑏.𝐷𝑓=

35, 1,5,8.(1 +

6, 063 1,5 +

6, 112 1,8 )+ 2,2,6= 24,77 T/m

2

Áp lực tiêu chuẩn cực tiểu tại đáy móng

𝑝𝑚𝑖𝑛𝑡𝑐 =𝑁

𝑡𝑐 𝐹.(1-

6𝑒𝑏 𝑏-

6𝑒𝑙 𝑙) + 𝛾𝑡𝑏.𝐷𝑓 =

35, 1,5,8.(1 −

6, 063 1,5 -

6, 112 1,8 )+ 2,2,6 = 8 T/m

2

Áp lực tiêu chuẩn trung bình

𝑝𝑡𝑏𝑡𝑐 = 𝑝𝑚𝑎𝑥

𝑡𝑐 + 𝑝𝑚𝑖𝑛𝑡𝑐 2 =

24,77+8, 41 2 = 16,59 T/m

2

Xét điều kiện ổn định nền 𝑃𝑡𝑏𝑡𝑐≤ 𝑅𝑡𝑐→ 16,59 ≤ 21, 𝑃𝑚𝑎𝑥𝑡𝑐 ≤ 1,2𝑅𝑡𝑐→ 24,77 ≤ 25, 𝑃𝑚𝑖𝑛𝑡𝑐 > 0 → 8,41 > 0 → Thỏa điều kiện ổn định của đất nền. b) Xác định chiều cao móng: Chiều cao của móng biết kích thước cột 25cm  30cm

 Áp lực tính toán dưới đáy móng:

𝑃𝑚𝑎𝑥𝑡𝑡 =𝑁 𝑡𝑐 𝐹.(1+

6𝑒𝑏 𝑏+

6𝑒𝑙 𝑙) =

35, 1,5,8.(1 +

6, 063 1,5 +

6, 112 1,8 ) = 21,25 T/m

2

𝑝𝑚𝑖𝑛𝑡𝑡 =𝑁

𝑡𝑐 𝐹.(1-

6𝑒𝑏 𝑏-

6𝑒𝑙 𝑙) =

35, 1,5,8.(1 −

6, 063 1,5 -

6, 112 1,8 ) = 4,9 T/m

2

max min  2 

####### = = 21,25+4,9 = 13,075 T/m

####### 22

tt tt tt tb

####### p pp 

 Áp lực tính toán tại mặt ngàm cột:

1 min  max min

ptt = ptt ptt - ptt lL - l



\= 4,9+ 21,25-4,9 1,8-0,75 = 14,44 T/m 2 

1,  Áp lực tính toán trung bình trên phần L:

\= 1 max = 14,44+21,25 = 17,85 T/m 2 

22

tt pptt tt p   Chiều cao làm việc của móng:

. 0, 4. .. = 0,75× 0,4×1150×0,317,85×1,8 = 0,362 m 

tt o nc

hL pl Rl 

→ Chọn chiều cao làm việc của móng ho = 0,4m

→ hmo = h  a = 0,4+0,05 = 0,45 m 

3. Kiểm tra điều kiện xuyên thủng. Với chiều cao làm việc của móng ho= 0,4m Áp lực tính toán tại chân tháp:

𝑝 2 𝑡𝑡=𝑝𝑚𝑖𝑛𝑡𝑡 +( 𝑝𝑚𝑎𝑥𝑡𝑡 - 𝑝𝑚𝑖𝑛𝑡𝑡 ). 𝑙+𝑙𝑐2𝑙+2ℎ𝑜= = 4,9 +( 21,25 – 4,9). 1,8+0,3+2,42,8 = 18,1 (T/m 2 )

Lực xuyên thủng

𝑝𝑥𝑡=𝑝 2

𝑡𝑡+𝑝𝑚𝑎𝑥𝑡𝑡 2. 𝑆𝑥𝑡 =

18,1+ 21, 2 .1,5.(1,8 − 0,3 − 2,4). 0,5= 10,33 (T/m

2 )

Lực chống xuyên thủng. 𝑝𝑐𝑥= 0,75.𝑅𝑘. (𝑏𝑐+ ℎ 0 ).ℎ 0 = 0,75.(0,25+0,4).0,4=17,55 T/m 2

#######  ppxt cx Thỏa điều kiện xuyên thủng.

####### d) Tính toán và bố trí thép

####### Momen tại mặt cắt I-I theo phương dài

####### 𝑀𝐼−𝐼= 𝑏. 𝐿 2.

####### 2.𝑃𝑚𝑎𝑥𝑡𝑡 + 𝑃 1 𝑡𝑡

####### 6

####### = 1,5, 752.

####### 2. 21,25 + 14,

####### 6

####### = 8, 01 ( 𝑇𝑚)

####### Diện tích cốt thép móng ( sử dụng thép AII có Ra  2800 kG cm / 2 )

####### 𝐹𝑎=0,9.𝑅𝑀𝐼−𝐼𝑎ℎ 0 = 8, 01.

5

####### 0,9. 2800= 7, 95cm

2

####### Chọn thép  12 ( Fa 1,131 cm 2 )  số lượng thép 𝑛 =1, 1317, 95= 7,1 𝑐â𝑦

####### Chọn 8 12 khoảng cách 𝑎 = 𝑏−2. 50𝑛−1 = 200

####### Chọn 8 12.

####### Moment tác dụng theo phương II-II

####### = 1.(0, 51,2,8 + 3,06,5,8 + 5,66,5)= 17,85 𝑇/𝑚 3

####### Xác định kích thuớc sơ bộ bxl

####### 𝐹 ≥

####### 𝑁𝑡𝑐

####### 𝑅𝑡𝑐− 𝛾𝑡𝑏. 𝐷𝑓=

####### 40

####### 17,85 − 2,2,5= 2, 75 𝑚

####### 2

####### Chọn 𝐾𝐹= 1,2 ; 𝐾𝑛= 1,4 => b =√ 𝐾 𝐾𝐹𝑛.𝐹 =√1,2,1,4 75 = 1,535 m

####### Chọn b=1,6m => l = 𝐾𝑛.b = 1,4,6 = 2,24 m chọn l=2,2m => F = b = 1,6,

####### = 3,52 𝑚 2

####### Vậy với b=1,6m ta tính lại sức chịu tải của đất nền

####### Rtc = 𝑚 1 𝑘𝑥𝑚 2

𝑡𝑐

####### (𝐴.𝑏.𝛾𝐼𝐼+ 𝐵.ℎ.𝛾𝐼𝐼∗ + 𝐷. 𝑐)

####### = 1.(0, 51,6,8 + 3,06,5,8 + 5,66,5)= 18,22 𝑇/𝑚 3

####### Tính toán tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên nền đất.

####### 𝑀𝑥𝑡𝑐=

####### 𝑀𝑥𝑡𝑡

####### 1, 15

####### =

####### 4

####### 1, 15

####### = 3, 48 𝑇𝑚

####### 𝑀𝑦𝑡𝑐=

####### 𝑀𝑦𝑡𝑡

####### 1, 15=

####### 4

####### 1, 15= 3, 48 𝑇𝑚

####### Tính toán độ lệch tâm

####### 𝑒𝑏=𝑀𝑥

𝑡𝑐

####### 𝑁𝑡𝑐=

3, 48

####### 40 = 0,087 m

####### 𝑒𝑙=𝑀𝑦

𝑡𝑐

####### 𝑁𝑡𝑐=

3, 48

####### 40 = 0, 087 m

####### Áp lực tiêu chuẩn cực đại

2 max

####### 1 6 6. 401 6, 087 6, 087 2, 2,5 20, 75 /

####### 3,584 1, 6 2, 2

tc tc

####### p N eble tbDf T m

####### F b l

        

#######  

####### Áp lực tiêu chuẩn cực tiểu

2 min

####### 1 6 6. 401 6, 087 6, 087 2, 2,5 8,17 /

####### 3,584 1, 6 2, 2

tc tc

####### p N eble tbDf T m

####### F b l

        

#######  

####### Áp lực tiêu chuẩn trung bình

####### 𝑃𝑡𝑏𝑡𝑐=𝑃𝑚𝑎𝑥

𝑡𝑐 +𝑃𝑚𝑖𝑛𝑡𝑐

####### 2 =

20,75+8, 17

####### 2 = 14,

####### Tm / 2

####### 𝑃𝑡𝑏𝑡𝑐≤ 𝑅𝑡𝑐→ 14,46 ≤ 18,

####### 𝑃𝑚𝑎𝑥𝑡𝑐 ≤ 1,2𝑅𝑡𝑐→ 20,7 ≤ 21,

####### 𝑃𝑚𝑖𝑛𝑡𝑐 ≥ 0 → 8,22 ≥ 0

####### Vậy đất nền thỏa điều kiện ổn định.

####### Tính lún cho công trình (biến dạng)

• Ứng suất gây lún

####### 𝜎𝑔𝑙= 𝑃𝑡𝑐− 𝛾.𝐷𝑓=

####### 𝑁𝑡𝑐

####### 𝐹

####### + (𝛾𝑡𝑏− 𝛾).𝐷𝑓=

####### 400

####### 3, 584

####### + ( 22 − 18).1,

####### = 117,61 𝐾𝑁/𝑚 2

• Ứng suất bản thân:  bt . Df 1,5 27 KN m / 2

####### Chia lớp đất ra làm nhiều lớp hi ≤ 0,4b = 0,4,6 = 0,64 => chọn hi = 0,5m

####### Lập bản tính lún.

Lớp phân

tố z(m) z/b ko hi  bt p 1 i  gl p 2 i e 1 i e 2 i Si

1 0 0 1 0 27 117, 31,5 142,055 0,861 0,815 0, 2 0,5 0,313 0,88 0,5 36 103, 40,5 126,65 0,856 0,819 0, 3 1 0,625 0,585 0,5 45 68, 49,5 105,54 0,851 0,825 0, 4 1,5 0,938 0,368 0,5 54 43, 58,5 94,43 0,847 0,829 0, 5 2 1,25 0,243 0,5 63 28, 67,5 91,67 0,842 0,83 0, 6 2,5 1,563 0,168 0,5 72 19,

Từ bảng suy ra  Si 3, 7 cm

####### Xác định chiều cao móng.

####### Theo điều kiện đồ bền chống uốn của móng: 0..

####### 0, 4..

tt cn

####### hL pl

####### lR

####### 

####### Áp lực tính toán dưới đáy móng :

2 max

####### 1 6 6. 40,15 1 6, 087 6, 087 2, 2,5 23,37 /

####### 3,584 1, 6 2, 2

tt tt

####### p N eble tbDf T m

####### F b l

        

#######  

2 min

####### 1 6 6. 40,15 1 6, 087 6, 087 2, 2,5 8,9 /

####### 3,584 1, 6 2, 2

tt tt

####### p N eble tbDf T m

####### F b l

        

#######  

####### max min 23,313 8,956 16,134 / 2

####### 22

tt tt tt tb

####### p  pp   T m

####### Áp lực tính toán tại mặt ngàm cột

####### 22 2, 24, 675

####### . .16,15 8,.

####### 22

tt II II tb

####### M lB p T m

#######    

####### Diện tích cốt thép:

####### 8,1 52

####### 4,

####### 0,9.. 0,9.

a II II ao

####### F M cm

####### Rh

#######    

Chọn thép 10( Fa 0, 785 cm 2 ) số lượng thép 4,59 5,

####### 0, 785

####### n cây

Chọn 6 10 khoảng cách 2200 2 420 200

####### 61

####### a    mm  mm

####### 

Chọn 12 10 a

Bài 10: Hãy thiết kế móng đôi dưới 2 cột với các số liệu sau: khoảng cách tim cột là 2,2m; kích thước cột 1 là 0,25x0,35m và cột 2 là 0,25x0,25m. Kết quả khảo sát địa chất :

Tải trọng tác dụng: Cột 1: N 1 tt= 46,8T; M 1 tt=3,76 Tm; Htt 1 =1,92T Cột 2: N 2 tt= 29,2T; M 2 tt=2,44 Tm; Htt 2 =1,16T

Biết m 1 = 1,2; m 2 = 1; ktc= 1; n= 1,15; tb= 2,2 T/m 3. a/ Chọn kích thước móng thỏa điều kiện ổn định nền? b/ Tính nội lực cho dầm móng? c/ Xác định chiều cao của móng, tính toán và bố trí cốt thép cho móng. (vẽ hình)

Giải a) Chọn kích thước móng thỏa điều kiện ổn định nền Chọn chiều sâu chôn móng Df = 1 m Chọn b =1 m

• Xác đinh sức chịu tải tiêu chuẩn tại đáy móng Rtc = 𝑚 1 𝑘×𝑚𝑡𝑐 2 (𝐴.𝑏.𝛾 + 𝐵.ℎ.𝛾′+ 𝐷𝑐)

\=> ’=

16×0+18× 1 = 17 kN/m

3

 = 14 0 => A = 0 , B= 2, D= 4, c=16kPa = 16 kN/m 3 =>Rtc = 1×1 1 (0. 29 × 1 ×18 + 2 × 1,×17 + 4. 69 × 16) =>Rtc = 164 kN/m 2

• Để thỏa điều kiện ổn định của nền cần phải

####### Ptcmax  1

####### Ptcmin  0

####### Ptctb  Rtc

####### + Tính tải trọng tiêu chuẩn

####### 𝑁 1 𝑡𝑐=𝑁 1

𝑡𝑡

####### 𝑛 =

####### 1. 15 = 40 T,

####### 𝑀 1 𝑡𝑐=𝑀 1

𝑡𝑡

####### 𝑛 =

1. 76

####### 1. 15 = 3 T,

####### 𝐻 1 𝑡𝑐=𝐻 1

𝑡𝑡

####### 𝑛 =

1. 92

####### 1. 15 =1 T

####### 𝑁 2 𝑡𝑐=𝑁 2

𝑡𝑡

####### 𝑛 =

####### 1. 15 = 25 T,

####### 𝑀 2 𝑡𝑐=𝑀 2

𝑡𝑡

####### 𝑛 =

1. 44

####### 1. 15 = 2 T,

####### 𝐻 2 𝑡𝑐=𝐻 2

𝑡𝑡

####### 𝑛 =

1. 16

####### 1. 15 = 1

• Xác định diện tích sơ bộ đáy móng
• Áp lực tính toán dưới đáy móng :

####### Ntt = 𝑁 1 𝑡𝑡+ 𝑁 2 𝑡𝑡 = 46+29 = 76T

####### = 760 kN

####### => Pttmax = 1×3 760 (1 +6×0. 053 )+ 22 × 1.

####### = 206 kN/m 2

####### => Pttmin = 1×3 760 (1 −6×0. 053 )+ 22 × 1.

####### = 176 kN/m 2

####### => Ptttb =

206+176. 49

####### 2 = 191 kN/m

####### 2

• Áp lực đáy móng bên dưới tại vị trí tim cột

####### => 𝑃 1 𝑡𝑡= 176 +0+2.23 (206 − 176)= 200 kN/m 2

####### => 𝑃 2 𝑡𝑡= 176 +0.43(206 − 176)= 180 kN/m 2

• Moment theo phương cạnh dài;

####### 𝑀 1 = −𝑏.𝐿 1

2

####### 6 (2𝑝𝑚𝑎𝑥

####### 𝑡𝑡 + 𝑝 1 𝑡𝑡)= −1×0 2

####### 6 (2 × 206 + 200) =55 kN

####### 𝑀𝑚𝑎𝑥=𝑏.𝐿 3

2

####### 16 (𝑝 2

####### 𝑡𝑡+ 𝑝 1 𝑡𝑡)=1×2 2

####### 16 (180 +200) = 172 kN

####### 𝑀 2 = −𝑏.𝐿 2

2

####### 6 (2𝑝𝑚𝑖𝑛

####### 𝑡𝑡 + 𝑝 2 𝑡𝑡)= −1×0 2

####### 6 (2 × 176 + 180)= 49 kN

• Xác định lực cắt của dầm móng Tại vị trí gối 1

####### 𝑄 1 𝑡𝑟= 12 (p𝑚𝑎𝑥𝑡𝑡 + p 1 tt)𝐿 1 = 12 (206 + 200)0 =122 kN

𝑄 2 𝑡𝑟= 122 − 468 = − 346 kN Tại vị trí gối 1

####### 𝑄 2 𝑡𝑟= − 12 (p𝑚𝑖𝑛𝑡𝑡 + p 2 tt)𝐿 2 = − 12 (176 + 180)0 = −71 kN

𝑄 2 𝑝ℎ= − 74 + 292 = 217 kN

3. Xác định chiều cao của móng, tính toán và bố trí cốt thép cho móng

Chọn chiều móng hm=0 Lớp bảo vệ a = 5cm Vậy chiều cao làm việc h 0 = 80-5 = 75cm bc+2h 0 = 0 + 2x0 = 1 > b=1.

chọn kích thước tiết diện móng là 250x600mm

• Tính toán thép cho dầm móng Thép lớp trên: Chọn chiều cao làm việc của móng h 0 = hm a = 80  7 = 73cm 𝐴𝑎=172×

2 0× 35×73= 7. 51 cm

2 Chọn thép 14 (As= 1 cm 2 ) số lượng thép cần bố trí n = 7. 511. 54 = 4 cây Lấy n= 5 vậy chọn thép 514 (As=7 2 ) Thé lớp dưới

𝐴𝑎=55×

2 0× 35×73= 2 cm

2

Chọn thép 14 (As= 1 cm 2 ) số lượng thép cần bố trí n = 1. 542 = 1 cây Lấy n= 2 vậy chọn thép 214 (As=3 2 )

• Tính toán cốt thép cho bản móng Moment tác dụng theo phương II-II

MII−II=3×0. 635

2 2 × 191 = 119 kN

####### =>𝐴𝑠=119×

2

####### 0× 35×75= 5. 06 cm

####### 2

Chọn thép 12 (As= 0 cm 2 ) số lượng thép cần bố trí n = 0. 7855. 06 = 6 cây Lấy n= 7 khoảng cách 𝑎 = 3200 −2× 50 7 = 442> vậy chọn lấy théo thép cấu tạo 10a