Bài giảng Nền và móng - Chương II: Móng nông trên nền thiên nhiên
Tóm tắt Bài giảng Nền và móng - Chương II: Móng nông trên nền thiên nhiên: ...ỷ số α = 1,4 = b a ⇒ a = 1,4.1,7 = 2,38, chọn a = 2,4 (m) Vậy kích thước sơ bộ đáy móng được chọn là : b = 1,7m, a = 2,4 m + Tính Cường độ tiêu chuẩn Rtc của nền đất Cường độ tiêu chuẩn Rtc của nền đất được xác định theo công thức sau: Rtc = m. [(A.b + B.hm). γ + D.c ] Với: m=1 ; b=1,7m ...huộc v ị số f của đá hoặc bê tông với các loại đất khác nhau lấy theo bảng sau: Bảng 2.9: Trị số của f Đà nẵng 9/2006 CHƯƠNG II TRANG 42 Trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Nhóm chuyên môn CHĐ-Nền Móng Bộ môn Cơ sở kỹ thuật Xây dựng Bài giảng Nền và Móng Loại đất dưới đáy móng Trị số f 1. Đ...ét ít ẩm Cát, sét được nén chặt, sét cứng Đá mềm, nứt nẻ, đá vôi, sa thạch Đá cứng, tốt Nền cọc 0,1-0,5 0,5-5 5-10 10-20 20-100 100-1500 5-15 b. Dựa vào phân loại đất, thành phần hạt, hệ số rỗng, độ sệt Bảng 2.11 Đặc tính của nền Tên đất, trạng thái C (kG/cm3) 1. Đất kh...
0.0013 0.0004 3.1 -0.0431 -0.0469 -0.045 0.0019 6.7 0.0016 0.0006 0.0011 0.0005 3.2 -0.0431 -0.0383 -0.0407 -0.0024 6.8 0.0015 0.0004 0.001 0.0006 3.3 -0.0422 -0.0306 -0.0364 -0.0058 6.9 0.0014 0.0002 0.0008 0.0006 3.4 -0.0408 -0.0237 -0.0323 -0.0085 7 0.0013 0.0001 0.0007 0.0006 Đà nẵng 9/2006 CHƯƠNG II TRANG 60 Trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Nhóm chuyên môn CHĐ-Nền Móng Bộ môn Cơ sở kỹ thuật Xây dựng Bài giảng Nền và Móng 3.5 -0.0389 -0.0177 -0.0283 -0.0106 7.4.4. Dầm đồng thời chịu nhiều tải trọng tập trung Trường hợp dầm chịu đồng thời nhiều tải trọng tập trung, nội lực trong dầm được xác định theo nguyên lý cộng tác dụng, tức là nội lực tại một tiết diện bất kỳ do tất cả các tải trọng gây ra bằng tổng nội lực tại tiết diện đó do các tải trọng riêng rẽ gây ra. Mi Oi Pi O K y xi xk x Hình 2.51: Sơ đồ dầm dài vô hạn chịu tác dụng đồng thời của nhiều tải trọng Gốc tọa độ chọn như hình vẽ, tọa độ tiết diện cần xác định nội lực K là xk, tọa độ điểm đặt lực thứ i là xi. Chuyển vị đứng tại K là yki do tải trọng đặt tại xi xác định theo công thức: ia2 i ii a 3 i ki asin.e.EJa4 M]asina[cose. EJa8 Py ii δ+δ+δ= δ−δ− (2.121) Trong đó: )xx( kiki −=δ Chuyển vị đứng tại K do tất cả các tải trọng gây ra là: (2.122) ∑ = = n 1i kik y)x(y Hay: ∑∑ = δ− = δ− δ+δ+δ= n 1i i a 2 i n 1i ii a 3 i k asin.e.EJa4 M ]asina[cose. EJa8 P )x(y ii (2.123) Lực cắt và mo men: ]asina.[cose. 2 aM acose. 2 P )x(Q i n 1i i ai n 1i i ai k ii δ+δ−δ−= ∑∑ = δ− = δ− (2.124) ∑∑ = δ− = δ− δ+δ−δ= n 1i i ai n 1i ii ai k acos.e.2 M ]asina[cose. a4 P )x(M ii (2.125) 7.4.5. Dầm dài nửa vô hạn trên nền đàn hồi chịu lực tập trung P và mo men Mo. Xét một dầm trên nền đàn hồi chịu tác dụng của lực Po và momen Mo tại đầu mút trái, còn đầu kia dài vô hạn (hình 2.50). Dầm như trên gọi là dầm dài nửa vô hạn. Lấy gốc tọa độ tại O – điểm đặt tải trọng. Dùng các điều kiện biên: Po ooO Mo x y Mx=0 = Mo Qx=0 = -Po Ta tìm được: 2 o 4 2EJa M C = Hình 2.52: Dầm dài nửa vô hạn chịu lực tập trung và momen 3 oo 3 2EJa aM-P C = Do đó ta tìm được: Đà nẵng 9/2006 CHƯƠNG II TRANG 61 Trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Nhóm chuyên môn CHĐ-Nền Móng Bộ môn Cơ sở kỹ thuật Xây dựng Bài giảng Nền và Móng )aMP( EJa2 1y 2o33 η−η= (3.126) )aMP( a 1M 1o4 η+η−= (3.127) (2.128) )aM2P(Q 4o1 η+η−= Các hệ số η1, η2, η3, η4 phụ thuộc ax – Tra bảng (2.12). Ví dụ II-6: Tính dầm dài 20m, rộng 1m, cao 0,3m, chịu hai lực P1 = 80kN và P2 = 100kN. Lực P1 đặt tại giữa dầm, lực P2 đặt cách P1 một khoảng 1,0m. Dầm đặt trên nền đất có hệ số nền C=50000kN/m3. x P1 = 80kN P2 = 100kN 0, 3m 8m 1m 7m 16m Hình 2.53: Sơ đồ bài toán Giải: Momen quán tính của tiết diện dầm: 4 33 m00225,0 12 3,0.1 12 h.bJ === Chọn bê tông mác 200 có Rn = 9000kN/m2; thép AII, cường độ tính toán Ra = 260000 kN/m2; Fa = 10cm2=10-3m2, mođun đàn hồi bê tông Eb=21000000 kN/m2. Eb.J=21000000.0,00225=47250 kN/m2 K=c.b=50000.1=50000 kN/m2 717,0 47250.4 50000 J.E4 Ka 44 b === Xét điều kiện: 76,8 717,0 14,3.2 a .2l ==π≥ m Ở đây P1 đặt cách đầu dầm 10m, P2 đặt cách đầu dầm 9m đều lớn hơn 8,76m nên dầm được coi như dài vô hạn. Mo men ở giữa dầm do P1 và P2 gây ra: M = M1 + M2 Ta có: 2i .a4 P)x(M η= Đối với lực P1 thì x=0, ax=0, η2 = 1 ⇒ kNm894,271. 717,0.4 80. a4 P M 2 1 1 ==η= Đối với lực P2 thì x=1m, ax=0,717.1=0,717, η2 = 0,0472 ⇒ kNm64,10472,0. 717,0.4 100. a4 P M 2 2 2 ==η= Đà nẵng 9/2006 CHƯƠNG II TRANG 62 Trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Nhóm chuyên môn CHĐ-Nền Móng Bộ môn Cơ sở kỹ thuật Xây dựng Bài giảng Nền và Móng ⇒ M = M1 + M2 = 27,894+1,64=29,534kNm Kiểm tra tiết diện: Điều kiện: )xh(x.b.RM ob −≤ m029,0 1.9000 001,0.260000 b.R F.R x b aa === ho = 0,3-0,029=0,271m kNm534,29MkNm95,66)029,0.5,0271,0(029,0.1.9000)xh(x.b.R ob =>=−=− Như vậy dầm đảm bảo điều kiện bền khi chịu momen do lực P1 và P2 gây ra. 7.4.6. Dầm chịu tải trọng gần đầu mút – Phương pháp bù tải trọng. Xét dầm chịu tải trọng tập trung (Po, Mo) tại điểm A cách đầu mút một đoạn về bên trái và không vượt ra ngoài yêu cầu dầm dài vô hạn: ax ≤ π/2 như hình vẽ. Chuyển vị và nội lực trong dầm được xác định theo phương pháp bù tải trọng như sau: Ta biết rằng, với tải trọng đang xét, tại đầu mút trái dầm có chuyển vị, nội lực trong dầm bằng không. Giả sử ta kéo dầm về phía trái để trở thành dầm vô hạn, nội lực tại O tồn tại khác không. Chọn một dầm dài vô hạn có các đặc trưng tương tự, chịu tải trọng (P*, M*) tại O sao cho tổng nội lực tại O trong hai trường hợp triệt tiêu thì tải trọng (P*, M*) được gọi là tải trọng bù của (Po, Mo) và nội lực bài toán ban đầu là tổng của hai bài toán dầm dài vô hạn chịu tải trọng (Po, Mo) tại A và (P*, M*) tại O. y O Po A Mo x x x Mo A Po O y x M*P* O a) b) c) Hình 2.54: a) Sơ đồ bài toán dầm bán vô hạn chịu tải trọng gần đầu mút; b) Sơ đồ bài toán 1: dầm dài vô hạn chịu tải trọng ban đầu; c) Sơ đồ bài toán 2: dầm bán vô hạn chịu tải trọng bù. Xác định giá trị của P* và M*: - Gọi momen và lực cắt tại O do bài toán 1 gây ra là Q1 và M1: ]axsinax.[cose. 2 aM axcose. 2 P Q axoaxo1 +−−= −− (2.129) axcos.e. 2 M ]axsinax[cose. a4 P M axoaxo1 −− +−= (2.130) - Mo men và lực cắt tại O do bài toán 2 gây ra: Đà nẵng 9/2006 CHƯƠNG II TRANG 63 Trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Nhóm chuyên môn CHĐ-Nền Móng Bộ môn Cơ sở kỹ thuật Xây dựng Bài giảng Nền và Móng 2 *aM 2 *PQ2 −−= (2.131) 2 *M a4 *PM 2 += (2.132) Tổng nội lực tại O phải bằng 0: Q1 + Q2 = 0 M1 + M2 = 0 - Giải ra ta được tải trọng bù P* và M*: 1111 M4a Q2 a aM4Q2*M −−=−−= (2.133) 11 aM4Q4*P += (2.134) - Nội lực do riêng tải trọng bù gây ra xác định theo biểu thức: 13bù .2 *aM. 2 *PQ η−η−= (2.135) 32bù .2 *M. a4 *PM η+η= (2.136) - Tổng momen tại một tiết diện bất kỳ xác định theo công thức: 2 n 1i i bùx .4a N MM η+= ∑ = (2.137) Ví dụ II-7: Tính toán nội lực trong móng băng dưới dãy cột, kích thước móng băng và tải trọng cho như hình vẽ 2.55, cho hệ số nền c=0,5kG/cm3. 0, 6m 0,35m P=35T P=35T P=35T P=35T P=35T 1,5m 3,5m 3,5m 3,5m 3,5m 1,2m 0, 3m Hình 2.55: Sơ đồ bài toán của ví dụ 2.7 Giải: Xác định hệ số biến dạng a của móng: 4 EJ4 c.ba = Với: b = 1,2m, c=0,5kG/cm2 = 500000kG/m3 = 500T/m3 b.c = 600T/m2 E = 2,1.106T/m2 J ≈ 4233 m10.08,1 12 6,0.2,1.5,0 12 bh. 2 1 −== EJ = 2,268.104 Tm2 Đà nẵng 9/2006 CHƯƠNG II TRANG 64 Trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Nhóm chuyên môn CHĐ-Nền Móng Bộ môn Cơ sở kỹ thuật Xây dựng Bài giảng Nền và Móng ⇒ 1 4 4 m285,010.268,2.4 600a −== Chiều dài tới hạn: m01,11 285,0 14,3 a Lth ==π= nên ba tải trọng đầu tiên phải xét đến ảnh hưởng không vô hạn bằng tải trọng bù, các tải trọng còn lại xem như tải trọng lên dầm vô hạn, sơ đồ phân tích đưa về sơ đồ tương đương như sau: P=35TP=35TP=35TP=35TP=35T P=35T P=35T P=35T P=35T P=35TP1 M1 Hình 2.56 Xác định tải trọng bù: Ta chọn gốc tọa độ ở mút trái dầm, tọa độ các điểm đặt lực là xi = 1,5+3,5(i-1); tọa độ tương đối: ax = 0,4275+0,998(i-1). Mo men và lực cắt do các tải trọng gây ra ở mút trái (theo sơ đồ vô hạn) lần lượt là: ∑∑ == η=η= n 1i i2i2 n 1i i 1 7,30.a4 N M ∑∑ == η−=η−= n 1i i3i3 n 1i i 1 5,17.2 N Q Với n=3, ta có: M1 = 30,7.(0,3231-0,2031-0,1252)=-0,2Tm Q1 = -17,5.(0,5934+0,0348-0,0668)=-9,82T Tải trọng bù tại mút trái : Tm71,69)2,0.(4 285,0 )82,9.(2M4 a Q2 *M 1 1 =−−−−=−−= T508,39)2,0.(285,0.4)82,9.(4aM4Q4*P 11 −=−+−=+= Biểu thức momen do riêng tải trọng bù gây ra xác định theo biểu thức : )ax(.85,34)ax(.66,34)ax(. 2 71,69)ax(. 285,0.4 508,39. 2 *M. a4 *PM 323232bù η+η−=η+η−=η+η= Tổng momen tại tiết diện bất kỳ xác định theo công thức: ∑ = η+= n 1i i2bù .7,30MM Trong đó: )xx(a( i2i2 −η=η * Tại x=0: ax = 0, η2(0)=1, η3(0)=1 Momen bù: Mbù = -34,66+34,85=0,195Tm Đà nẵng 9/2006 CHƯƠNG II TRANG 65 Trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Nhóm chuyên môn CHĐ-Nền Móng Bộ môn Cơ sở kỹ thuật Xây dựng Bài giảng Nền và Móng ƯƠNG II TRANG 66 xi 1,5 5,0 8,5 12,0 a(xi – x) 0,4275 1,425 2,4225 3,42 η2i 0,3231 -0,2031 -0,1252 -0,0225 30,7. η2i 9,92 -6,235 -3,844 -0,691 Tổng momen: M=0,195+9,92-6,235-3,884-0,691=-0,695Tm * Tại x = 1,65: ax =0,4275; η2(0,4275)=0,3231, η3(0,4275)=0,5934 Momen bù: Mbù = -34,66.0,3231 + 34,85.0,5934 = 9,48Tm xi 1,5 5,0 8,5 12,0 a(xi – x) 0 0,9975 1,995 2,9925 η2i 1 -0,11 -0,18 -0,057 30,7. η2i 30,7 -3,377 -5,526 -1,75 Tổng momen: M = 9,48 + 30,7 -3,377 – 5,526 – 1,75 = 29,53Tm. * Chú ý: Những dạng bài toán tính dầm trên nền đàn hồi theo phương pháp hệ số nền, để tính toán nhanh và cho kết quả chính xác, học viên có thể lập chương trình trên máy tính trên cơ sở các công thức trên. Ngoài ra có thể sử dụng chương trình tính toán kết cấu Sap2000 để mô hình hóa dầm liên kết với nền bằng các lò xo có độ cứng K = c.b.li rồi tính toán. 7.5. Tính toán móng băng theo phương pháp của B.N. Jemoskin 7.5.1. Cơ sở và sơ đồ tính toán Phương pháp dựa trên giả thiết nền là nửa không gian biến dạng tuyến tính đã trình bày ở mục (7.1.2.2). Ta chia dầm thành n đoạn bằng nhau và bằng li sao cho phản lực nền trong mỗi đoạn phân bố đều. Sự tiếp xúc giữa dầm và nền trên diện tích li.b (b – bề rộng dầm) được thay thế bằng các liên kết gối tựa trên những thanh cứng, những thanh cứng đặt tại giữa mỗi đoạn và chịu tải trọng do dầm truyền xuống rồi ruyền il P P P X1 X2 X3 X4 X5 X6 li P P P li b PPP li li li li Hình 2.57 t tải trọng đó lên nền. Để hệ không biến hình ta đặt thêm thanh ngang để chống chuyển vị a1 a2 ϕο yo ak ngang. Hệ tìm được gồm dầm chịu tải ặt trên a cđ các gối tự ứng (Hình 2.57). Điều kiện để thiết lập phương trình là: Độ võng của dầm yi và độ lún của nền Wi tại điểm đặt thanh tựa bằng nhau: yi = Wi. Hệ trên hình (2.57) là hệ siêu tĩnh thông thường, để gải ta sử Đà nẵng 9/2006 CH Hình 2.58 Trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Nhóm chuyên môn CHĐ-Nền Móng Bộ môn Cơ sở kỹ thuật Xây dựng Bài giảng Nền và Móng dụng phương pháp hỗn hợp. Ta chọn hệ cơ bản bằng cách đưa ngàm quy ước vào đầu dầm, loại bỏ các thanh tựa và thay vào bằng các phản lực thẳng đứng. Gọi X1, X2, X3, lần lượt là nội lực trong các thanh đứng ta được hệ cơ bản như hình (2.58). Ẩn số của hệ này gồm X1, X2, X3,, y0 và ϕ0. Trong đó: y0 – độ võng của dầm tại tiết diện đặt ngàm quy ước; ϕ0 – góc xoay tại tiết diện đó. Phương trình chính tắc như sau: ∑ ∑ =+++++ =+++++ =∆+ϕ+++δ++δ+δ+δ =∆+ϕ+++δ++δ+δ+δ =∆+ϕ+++δ++δ+δ+δ pii332211 ii321 nponoini33n22n11n p2o2oii2323222121 p1o1oii1313212111 M...Xa...XaXaXa P...X...XXX 0ay...X...XXX ............................................................................................... 0ay...X...XXX 0ay...X...XXX (2.138) Trong đó: ∆kp – chuyển vị tại điểm k do các ngoại lực P gây ra, là số hạng tự do của k δki – chuyển vị tại k khi cho lực Xi =1 đặt tại i gây ra a1, a2, a3, an – khoảng cách từ ngàm quy ước đến các thanh tựa + Xác định chuyển vị đơn vị δki: δki gồm hai thành phần: độ võng của dầm yki và độ lún của nền Wi. δki = yki + Wi (2.139) - Độ võng của dầm yki được xác định theo công thức của Maxwell – Mohr dx EJ M.My kiki ∫= (2.140) ak Xi = 1 yki wki ai K ak ai Xi = 1 ak-ai/3 ai/3 Mk Mi Xi = 1 Để đơn giản, xem các lực tác dụng lên dầm không phải là phân bố đều mà là lực tập trung. Vẽ các biểu đồ Mi và Mk do các lực đơn vị gây ra như hình vẽ (2.59). Nếu ak > ai : EJ6 )aa3(a EJ 1). 3 aa( 2 ay ik 2 ii k 2 i ik −=−= Nếu ai > ak thì hoán vị ak và ai trong công thức trên Hình 2.59 Đặt: ) l a l a3.() l a(y i i i k2 i i* ki −= Ta được: *ki b 3 i ik y.JE6 ly = (2.141) * kiy - phụ thuộc ai/ và ail k/ tra bảng (2.17). il - Độ lún của nền Wki được xác định như sau: + Trường hợp bài toán không gian: Đà nẵng 9/2006 CHƯƠNG II TRANG 67 Trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Nhóm chuyên môn CHĐ-Nền Móng Bộ môn Cơ sở kỹ thuật Xây dựng Bài giảng Nền và Móng ki io 2 o ki F.lE 1 W π µ−= (2.142) Trong đó: Fki là hàm phụ thuộc vào b/ và x/ tra bảng (2.16). il il Với x- khoảng cách từ k đến i Vậy chuyển vị đơn vị δki được xác định theo công thức: (2.143) *kikzkiki y.F α+=δ Với: )1(JE6 lE 2 ob 4 i0 kz µ− π=α (2.144) + Trường hợp bài toán phẳng: (2.145) *kifkiki y.F α+=δ Với: )1( )1( JE6 lE 2 o 2 b b 3 i0 f µ− µ−π=α (2.146) + Chú ý: chiều dài mỗi đoạn chia nên lấy b2l 2 b i ≤≤ 7.5.2. Trình tự tính toán 1. Thiết lập sơ đồ tính toán; 2. Lập hệ cơ bản, tính hệ số α; 3. Tính các hệ số ∆ki, δki và lập phương trình chính tắc; 4. Giải phương trình chính tắc; 5. Tính nội lực; 6. Vẽ các biểu đồ nội lực. Bảng 2.16. Trị số Fki theo khoảng cách từ k tới i theo b/ il x/ il 0,5 0,7 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 0 5 4,27 3,53 2,9 2,42 2,08 1,87 1,7 1,54 1,43 1,32 1 1,077 1,062 1,032 0,986 0,94 0,894 0,848 0,802 0,756 0,71 0,664 2 0,519 0,515 0,508 0,498 0,488 0,477 0,467 0,456 0,446 0,436 0,425 3 0,342 0,34 0,338 0,335 0,331 0,328 0,324 0,321 0,317 0,314 0,31 4 0,253 0,252 0,251 0,25 0,249 0,248 0,246 0,245 0,244 0,242 0,241 5 0,202 0,202 0,201 0,2 0,199 0,199 0,198 0,197 0,196 0,195 0,194 6 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,165 0,165 0,165 0,165 7 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 0,14 8 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,13 0,12 0,12 0,12 0,12 9 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 10 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 Bảng 2.17. Trị số - phụ thuộc a*kiy i/ và ail k/ il 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 0.5 0.25 0.63 1 1.38 1.75 2.125 2.5 2.875 3.25 3.625 4 4.375 4.75 5.125 5.5 5.875 6.25 6.625 7 7.375 1 2 3.5 5 6.5 8 9.5 11 12.5 14 15.5 17 18.5 20 21.5 23 24.5 26 27.5 29 1.5 6.75 10.1 13.5 16.88 20.25 23.63 27 30.38 33.75 37.13 40.5 43.875 47.25 50.63 54 57.375 60.75 64.125 2 16 22 28 34 40 46 52 58 64 70 76 82 88 94 100 106 112 2.5 31.3 40.63 50 59.38 68.75 78.13 87.5 96.88 106.3 115.63 125 134.4 143.75 153.13 162.5 171.88 Đà nẵng 9/2006 CHƯƠNG II TRANG 68 Trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Nhóm chuyên môn CHĐ-Nền Móng Bộ môn Cơ sở kỹ thuật Xây dựng Bài giảng Nền và Móng 3 54 67.5 81 94.5 108 121.5 135 148.5 162 175.5 189 202.5 216 229.5 243 3.5 85.75 104.1 122.5 140.9 159.3 177.6 196 214.38 232.8 251.1 269.5 287.88 306.25 324.63 4 128 152 176 200 224 248 272 296 320 344 368 392 416 4.5 182.3 212.6 243 273.4 303.8 334.13 364.5 394.9 425.25 455.63 486 516.38 5 250 287.5 325 362.5 400 437.5 475 512.5 550 587.5 625 5.5 332.8 378.1 423.5 468.88 514.3 559.6 605 650.38 695.75 741.13 6 432 486 540 594 648 702 756 810 864 6.5 549.3 612.63 676 739.4 802.75 866.13 929.5 992.88 7 686 759.5 833 906.5 980 1053.5 1127 7.5 843.8 928.1 1012.5 1096.9 1181.3 1265.6 8 1024 1120 1216 1312 1408 8.5 1228.3 1336.6 1445 1553.4 9 1458 1579.5 1701 9.5 1714.8 1850.1 10 2000 7.6.Tính toán móng bè 7.6.1. Phương pháp móng tuyệt đối cứng Do móng bè có kích thước lớn theo bề ngang cũng như chiều dày, do vậy có thể xem là móng tuyệt đối cứng. Xác định độ cứng của bản từ độ mảnh λ theo công thức của Hetenyi (1946) : 4 c m IE4 B.c=λ (2.147) Trong đó: c - Hệ số nền Bm – Bề rộng của móng bè Ec- Mođun đàn hồi của vật liệu móng I – Momen quán tính của tiết diện móng Trình tự tính toán: 1. Tính tổng các lực thẳng đứng ∑ N do các cột truyền xuống i321 N...NNNN ++++=∑ 2. Xác định vị trí trọng tâm của các lực, tức là vị trí của tổng lực ∑ N 3. Lựa chọn kích thước Lm và Bm của móng bè, xác định độ lệch tâm eB, eL. 4. Tính phản lực nền theo công thức của Sức bền vật liệu: x y y x mm đ J x.M J y.M L.B N ±±=σ ∑ (148) Trong đó: 12 L.BJ 3 mm y = - momen quán tính của tiết diện móng với trục x Đà nẵng 9/2006 CHƯƠNG II TRANG 69 Trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Nhóm chuyên môn CHĐ-Nền Móng Bộ môn Cơ sở kỹ thuật Xây dựng Bài giảng Nền và Móng ƯƠNG II TRANG 70 12 L.BJ m 3 m x = - quán tính của tiết diện móng với trục y Lm B m B iB BiL y x ∑= Lx e.NM - momen quanh trục x ∑= By e.NM - momen quanh trục y + Kiểm tra sức chịu tải của nền đất dưới đáy móng bè 5. Chia móng bè thành từng dải theo phương x hay phương y bằng các đường trung bình giữa các cột 6. Tính áp lực truyền xuống một dải móng i : miBtbi L.B.N σ=∑ Hay : (2.149) miBtbi L.B.p σ= Với : mm tb L.B N∑=σ (2.150) 7. Hiệu chỉnh áp lực : Tổng áp lực lấy trực tiếp từ các cột trên dải i sẽ không bằng với , do các lực cắt bên hông dải không được đưa vào tính toán. Do vậy phản lực này phải được hiệu chỉnh bằng tổng lực bình quân : ∑ đN ∑ iN 2 NN N đitb ∑ ∑∑ += (2.151) Áp lực trung bình được hiệu chỉnh : miL tb* tb miB tb* tb B.B N hay L.B N ∑∑ =σ=σ (2.152) Hệ số áp lực được hiệu chỉnh : ∑ ∑= i tb N N F (2.153) Hệ số này nhân cho các lực Ni tác dụng trên dải i (F.Ni) và dùng trị số này để tính toán. 8. Tính toán nội lực M, Q trong móng 9. Tính độ bền của móng : - Kiểm tra điều kiện chọc thủng trên mặt phẳng nghiêng tại vị trí chân cột : Điều kiện bền : 0tbkmax h.u.R75,0N ≤ (2.154) Với Nmax - Lực chọc thủng lớn nhất; Rk - Cường độ chịu kéo của Bê tông; ho - Chiều cao làm việc của móng ; utb – Chu vi trung bình của tháp chọc thủng, tùy vào vị trí của cột utb sẽ khác nhau : Đà nẵng 9/2006 CH Hình 2.60: Sơ đồ chia dải tính móng bè ac bc ac+2ho bc +2 ho bc ac ac+2ho bc +h obc ac ac+ho bc +h o Hình 2.61 Trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Nhóm chuyên môn CHĐ-Nền Móng Bộ môn Cơ sở kỹ thuật Xây dựng Bài giảng Nền và Móng Cột ở giữa : utb = uc + 4ho Cột ở cạnh : utb = uc + 3ho Cột ở góc : utb = uc + 2ho - Tính cốt thép chịu uốn : Cốt thép được tính từ các giá trị nội lực trong bài toán tính móng băng. 7.6.2 Phương pháp tính như tấm trên nền đàn hồi Phương pháp này tính toán nội lực trong móng bè theo cách gần đúng, xem móng bè như tấm trên nền đàn hồi. Nội dung phương pháp gồm các bước sau : 1. Xác định các kích thước cơ bản của móng và chiều dày h của móng bè 2. Xác định hệ số nền c của nền đất 3. Tính độ cứng D của móng : )1(12 h.ED 2 3 µ−= (2.154) Trong đó : E – mođun đàn hồi của bêtông µ - hệ số poisson của vật liệu bêtông 4. Xác định bán kính độ cứng hữu hiệu L 4 c DL = (2.155) Bán kính ảnh hưởng của mỗi cột là 4L 5. Xác định momen theo tọa độ cực (r,ϕ): Gồm momen hướng tâm Mr và momen tiếp tuyến Mt (trên một đơn vị bề rộng bản) và biến dạng w tại điểm bất kỳ : ⎥⎥ ⎥⎥ ⎦ ⎤ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎣ ⎡ µ−−= ) L r( ) L r(Z )1() L r(ZM ' 3 4r (2.156) ⎥⎥ ⎥⎥ ⎦ ⎤ ⎢⎢ ⎢⎢ ⎣ ⎡ µ−+µ= ) L r( ) L r(Z )1() L r(ZM ' 3 4t (2.157) ) L r(Z D4 PLw 3 2 = (2.158) y x ϕ r MrMt 0 1 2 3 4 5 6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Z'3(r/L) Z4(r/L) Z3(r/L)Z'4(r/L) Trong đó : P – tải trọng trên cột, r khoảng cách từ cột tác dụng tải trọng đến điểm đang xét, Z3 , , Z'3Z 4 là các hệ số xác định từ các hàm hyperolic (Hetenyi, 1946) được thiết lập thành toán đồ tra theo tỷ số L rx = như hình (2.62). 6. Chuyển momen hướng tâm và momen Đà nẵng 9/2006 CHƯƠNG II TRANG 71 Hình 2.62 Trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Nhóm chuyên môn CHĐ-Nền Móng Bộ môn Cơ sở kỹ thuật Xây dựng Bài giảng Nền và Móng tiếp tuyến quan hệ tọa độ vuông góc: (2.159) ϕ+ϕ= 2t2rx sinMcosMM y x ϕ r MrMt (2.160) ϕ+ϕ= 2t2ry cosMsinMM 7. Với góc ϕ được định nghĩa như hình vẽ (2.63). Tính lực cắt Q cho mỗi đơn vị bề rộng bản ) L r(Z L4 PQ '4−= (2.161) ' 4Z - tra toán đồ (2.62). 8. Tính toán độ bền của móng. Hình 2.63 Đà nẵng 9/2006 CHƯƠNG II TRANG 72
File đính kèm:
- bai_giang_nen_va_mong_chuong_ii_mong_nong_tren_nen_thien_nhi.pdf