Sơ đồ tính toán dầm móng

Chia sẻ: Nguyễn Thị Giỏi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

0
524
lượt xem
240
download

Sơ đồ tính toán dầm móng

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hiện nay việc mô hình hóa dầm móng và tính toán trong các công trình dân dụng sử dụng móng cọc đang là một vấn đề gây nhiều tranh luân và trong các thuyết minh tính toán cũng thường bỏ qua việc tính toán này

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Sơ đồ tính toán dầm móng

  1. Bµi viÕt cho diÔn ®µn www.ketcau.com S¬ ®å tÝnh to¸n dÇm mãng KS. NguyÔn TuÊn Trung Phßng KHKT - C«ng ty T­ vÊn §Çu t­ x©y dùng vµ Ph¸t triÓn nhµ Hµ Néi - HACID I/ ®Æt vÊn ®Ò: HiÖn nay viÖc m« h×nh ho¸ dÇm mãng vµ tÝnh to¸n trong c¸c c«ng tr×nh d©n dông sö dông mãng cäc ®ang lµ mét vÊn ®Ò g©y nhiÒu tranh luËn vµ trong c¸c thuyÕt minh tÝnh to¸n còng th­êng bá qua viÖc tÝnh to¸n nµy dÉn ®Õn c¨n cø ®Ó kiÓm tra thiÕt kÕ hÖ dÇm mãng, trong thùc tÕ nhiÒu bµi to¸n nÕu bá qua tÝnh to¸n hÖ d©m mãng v× sÏ dÉn ®Õn mÊt an toµn hoÆc qu¸ l·ng phÝ cho c«ng tr×nh. VÝ dô ®µi cäc lÖch t©m trong c¸c c«ng tr×nh x©y chen, ®µi cäc lâi cøng thang m¸y... §Ó gi¶i quyÕt bµi to¸n chóng t«i xin ®Ò xuÊt mét sè ý kiÕn vµ s¬ ®å tÝnh to¸n mang tÝnh thùc hµnh ®Ó c¸c b¹n tham kh¶o vµ cïng gãp ý kiÕn. II/ T¸c dông cña dÇm mãng : 1- HÖ dÇm mãng nèi c¸c ch©n cét theo 2 ph­¬ng t¹o hÖ kh«ng gian cøng, gi÷ æn ®Þnh ch©n cét trong mÆt ph¼ng ®µi mãng, ph©n phèi mét phÇn t¶i träng ngang gi÷a c¸c ®µi cäc th«ng qua lùc däc trong dÇm. 2- ChÞu ph©n phèi m« men tõ cét vµ khi ®µi cäc lÖch t©m. 3- Ph©n phèi t¶i träng tõ cét vµo c¸c cäc trong ®µi cäc mÒm. 4- Cïng víi ®µi cäc t¹o nªn diÖn g©y ¸p lùc ®Êt khi c«ng tr×nh chÞu t¶i träng ngang. ¸p lùc ®Êt nµy cã t¸c dông ng¨n c¶n chuyÓn vÞ c«ng tr×nh t¹i cèt 0.00 ®Ó cho phÐp tÝnh to¸n cäc theo s¬ ®å cäc ®µi thÊp. 5- §ì c¸c t­êng x©y tÇng 1. Q khèi ¸p lùc ®Êt bÞ ®éng Q q q q q H×nh 1a: Ph¶n lùc cña ®Êt nÒn lªn hÖ mãng khi chÞu t¶i träng ngang -1-
  2. Bµi viÕt cho diÔn ®µn www.ketcau.com III/ x©y dùng S¬ ®å tÝnh to¸n: §Ó cã thÓ tÝnh to¸n dÇm mãng cÇn m« h×nh ho¸ hÖ cäc vµ mãng theo mét trong hai s¬ ®å sau: S¬ ®å 1 - M« h×nh ho¸ cäc lµ c¸c phÇn tö thanh liªn kÕt víi nÒn th«ng qua c¸c liªn kÕt ®µn håi t¹i mòi cäc vµ däc th©n cäc. §µi cäc dÇm mãng cã c¸c liªn kÕt ®µn håi ng¨n c¶n chuyÓn vÞ ngang nh­ h×nh vÏ 1. Cã thÓ sö dông m« h×nh cäc chiÒu s©u mÆt ngµm qui ®æi, s¬ ®å ngµm tr­ît theo h×nh vÏ 2. h- h- ín ín g g t¶ t¶ i tr i tr än än g s¬ ®å 1 g s¬ ®å 1 ng ng an an g g dÇ dÇ m m m m ãn ãn cét cét g g EJ g EJ EJ g EJ m ãn m ãn dÇm dÇm M,N,Q M,N,Q k4 k4 ®µi cäc ®µi cäc k3 k3 J EJ ng E m ãn g mã dÇm dÇ dÇm dÇ m k1- hÖ s« ®µn håi mòi cäc m m cäc EJ, l cäc EJ, l ãn k2- hÖ s« ®µn håi ngang th©n cäc m g ãn EJ k3- hÖ s« ®µn håi ngang ®µi cäc g EJ k4- hÖ s« ®µn håi ngang dÇm mãng cäc EJ, l cäc EJ, l Lqd=10-12b k2 L- chiÒu dµi cäc b-bÒ réng cäc cäc EJ, l cäc EJ, l Ngµm tr-ît k1 k1 H×nh 1 H×nh 2 S¬ ®å 2- M« h×nh ho¸ cäc thµnh c¸c gèi ®µn håi theo ph­¬ng Z, hÖ sè ®é cøng gèi theo ph­¬ng ngang b»ng v« cïng - thay thÕ b»ng c¸c liªn kÕt ng¨n c¶n chuyÓn vÞ ngang t¹i cèt ®µi cäc nh­ h×nh vÏ 3. s¬ ®å 2 dÇ k=v« cïng m m cét ãn J gE g EJ mãn dÇm k=v« cïng M,N,Q k1 ®µi cäc k1 k=v« cïng k1 k1 J ng E mã k1 dÇm k1 dÇ k1 m m k1- hÖ s« ®µn håi 01 cäc k1 ãn g k1 EJ H×nh 3 NhËn xÐt: + M« h×nh ho¸ theo c¸ch 1 lµ mét m« h×nh kh¸ hoµn chØnh khi tÝnh to¸n ®ång thêi c«ng tr×nh + mãng + cäc. Tuy nhiªn s¬ ®å nµy ®ßi hái khèi l­îng tÝnh to¸n vµ sö lý sè liÖu kh¸ lín vµ phøc t¹p ®Æc biÖt khi tÝnh to¸n hÖ sè ®µn håi theo ph­¬ng ngang däc theo th©n cäc vµ ®µi + dÇm mãng, do ®ã chØ nªn sö dông khi cã nh÷ng yªu cÇu ®Æc biÖt hoÆc nghiªn cøu lý thuyÕt. + M« h×nh ho¸ theo c¸ch 2 lµ viÖc ®¬n gi¶n ho¸ m« h×nh 1 dùa theo mét sè c¨n cø vµ gi¶ thiÕt sau: -2-
  3. Bµi viÕt cho diÔn ®µn www.ketcau.com - Trong c¸c c«ng tr×nh d©n dông th­êng tÝnh to¸n hÖ cäc theo s¬ ®å cäc ®µi thÊp tøc lµ mãng kh«ng cã chuyÓn vÞ ngang theo ph­¬ng X,Y (®é cøng ®µn håi theo ph­¬ng ngang k = h) Gi¶ thiÕt nµy hoµn toµn cã thÓ chÊp nhËn ®­îc khi chän chiÒu s©u mãng thÝch hîp vµ so s¸nh tæng t¶i träng ngang t¸c ®éng lªn c«ng tr×nh (Q) víi tæng ¸p lùc ®Êt bÞ ®éng (Pbd) cña ®Êt t¸c dông lªn c¸c ®µi cäc + hÖ dÇm mãng vu«ng gãc víi ph­¬ng lùc ngang t¸c dông. TÝnh to¸n trong mét sè c«ng tr×nh cô thÓ cho thÊy Pbd >> Q. Víi l­u ý do thiªn vÒ an toµn nªn kiÓm tra ¸p lùc ®Êt theo c«ng thøc ¸p lùc ®Êt tÜnh v× Pt < Pbd . - HÖ sè ®µn håi c¸c cäc trong mãng nh­ nhau nÕu cïng mét mÆt c¾t ®Þa chÊt vµ cÊu t¹o cäc. HÖ sè ®µn håi cäc cã thÓ x¸c ®Þnh theo biÓu ®å nÐn tÜnh cäc hoÆc x¸c ®Þnh s¬ bé theo c¸c c«ng thøc lý thuyÕt, cã thÓ ®iÒu chØnh theo kinh nghiÖm ng­êi thiÕt kÕ trong mét ph¹m vi nhÊt ®Þnh mµ kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn kÕt qu¶ tÝnh to¸n. Ghi chó: Còng nh­ viÖc x¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cäc, kh«ng cã ®é chÝnh x¸c tuyÖt ®èi khi x¸c ®Þnh hÖ sè ®µn håi cäc dï tÝnh to¸n theo bÊt kú c«ng thøc lý thuyÕt nµo, cÇn kiÓm chøng l¹i khi cã kÕt qu¶ nÐn tÜnh. ViÖc x¸c ®Þnh hÖ sè ®µn håi cäc theo kÕt qu¶ nÐn tÜnh sÏ tiÕp tôc tr×nh bµy cô thÓ sau. IV/ TÝnh to¸n dÇm mãng: Sau khi m« h×nh ho¸ toµn bé s¬ ®å kÕt cÊu c«ng tr×nh cïng víi hÖ dÇm mãng, ®µi cäc , cäc( c¸c gèi ®µn håi), vµo c¸c gi¸ trÞ t¶i träng sau ®ã sö dông c¸c ch­¬ng tr×nh tÝnh to¸n kÕt cÊu quen thuéc nh­ SAP, ETABS, STAAD.PRO ®Ó tÝnh ra néi lùc trong c¸c dÇm mãng, kiÓm tra thiÕt kÕ tiÕt diÖn dÇm mãng nh­ c¸c phÇn tö dÇm. V/ Mét sè S¬ ®å cô thÓ: Khi sö dông s¬ ®å 2 ®Ó m« h×nh ho¸ tuú theo tõng bµi to¸n cô thÓ vµ yªu cÇu cña sè liÖu ®Çu ra ta cã thÓ sö dông mét sè d¹ng m« h×nh sau: 1- Mãng cäc nhåi: Do mãng cäc nhåi cã sè l­îng cäc h¹n chÕ nªn ta m« pháng tõng cäc nhåi thµnh c¸c gèi ®µn håi riªng biÖt theo ®óng nh­ c¸ch 2. HÖ gåm c¸c gèi ®µn håi(spring), ®µi cäc(thick plate), dÇm mãng (frame). 2- Mãng cäc ®ãng: Do sè l­îng cäc nhiÒu nªn nÕu x©y dùng m« h×nh ®Çy ®ñ nh­ cäc nhåi sÏ tèn rÊt nhiÒu thêi gian vµ c«ng søc nªn chóng t«i ®­a ra mét s« m« h×nh cô thÓ sau: - Víi ®µi cäc cøng gåm nhiÒu cäc (n) , thay thÕ nhãm cäc b»ng 1 gèi ®µn håi cã hÖ sè ®µn håi tæng céng K ®µi=n.kcäc vÞ tri gèi ®µn håi trïng víi träng t©m nhãm cäc cã thÓ trïng víi nót cét hoÆc cã ®é lÖch d - Xem h×nh vÏ 4 vµ 5. Trong m« h×nh nµy bá qua viÖc m« t¶ ®µi cäc sÏ dÉn ®Õn toµn bé m« men ch©n cét sÏ ®­îc ph©n phèi vµo c¸c dÇm mãng (m« men nµy lín h¬n trªn thùc tÕ) sÏ thiªn vÒ an toµn. -3-
  4. Bµi viÕt cho diÔn ®µn www.ketcau.com cét EJ cét EJ dy EJ ng EJ mã dÇm ng m mã mã dÇm dÇ K=nk1 ng m mã EJ dÇ K=nk1 ng EJ n-sè cäc trong ®µi n-sè cäc trong ®µi dy - ®é lÖch träng t©m nhãm cäc vµ cét H×nh 4 H×nh 5 -Víi c«ng tr×nh cäc d­íi c¸c dÇm mãng ®­îc x©y dùng theo m« h×nh sau Víi hÖ sè ®é cøng cña gèi K=mk1 (trong h×nh vÏ m=3) lµ sè cäc trªn 1 hµng vu«ng gãc víi trôc dÇm mãng - xem h×nh 6. k1 k1 k1 x1 x2 x2 x2 x2 x3 cét EJ cét EJ M,N,Q M,N,Q dÇm mãng EJ K=3k1 K=3k1 K=3k1 K=3k1 K=3k1 H×nh 6 Cã thÓ m« h×nh ho¸ nhãm cäc thµnh 1 hoÆc nhiÒu gèi ®µn håi tuú theo s¬ ®å tÝnh vµ yªu cÇu sè liÖu ®Çu ra, kinh nghiÖm ng­êi thiÕt kÕ, viÖc m« h×nh ho¸ theo quan ®iÓm chÊp nhËn sai sè thiªn vÒ an toµn cho cÊu kiÖn cÇn kiÓm tra. 3- S¬ ®å tÝnh to¸n ®µi cäc, dÇm mãng vµ cäc trong ®µi cäc thang m¸y: Khi tÝnh to¸n ®µi cäc thang m¸y theo s¬ ®å cæ ®iÓn coi ®µi cäc tuyÖt ®èi cøng, c¸c cäc lµ c¸c gèi liªn kÕt khíp cè ®Þnh, toµn bé t¶i träng (M,N,Q) cña v¸ch qui vÒ ®Æt t¹i 1 ®iÓm träng t©m v¸ch th­êng dÉn ®Õn kÕt qu¶ tÝnh lµ kh«ng b¶o ®¶m an toµn do t¶i träng t¸c dông lªn c¸c cäc biªn qu¸ lín v­ît qu¸ søc chÞu t¶i tÝnh to¸n, cäc bÞ nhæ cho dï cã t¨ng sè l­îng cäc lªn rÊt nhiÒu, cã khi cµng t¨ng l¹i thÊy cµng kh«ng ®¹t. §Ó m« h×nh ho¸ ®µi cäc s¸t víi sù lµm viÖc thùc tÕ cÇn sö dông ®Çy ®ñ s¬ ®å 2 víi viÖc m« pháng ®µi cäc b»ng hÖ dÇm giao thoa (beam), hoÆc tÊm (thick plate), -4-
  5. Bµi viÕt cho diÔn ®µn www.ketcau.com hoÆc phÇn tö khèi (solid), t¹i c¸c nót lµ c¸c gèi ®µn håi (cäc), c¸c dÇm mãng liªn kÕt ®µi thang m¸y vµ c¸c ®µi cäc kh¸c - xem h×nh 7. Cã thÓ m« h×nh ho¸ toµn bé hÖ dÇm mãng hoÆc m« h×nh ho¸ côc bé vïng ®µi thang m¸y vµ c¸c ®µi l©n cËn . Víi s¬ ®å nµy chóng ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®­îc chÝnh x¸c c¸c lùc t¸c dông lªn tõng cäc, m«men , lùc c¾t ph©n phèi vµo c¸c dÇm mãng tõ ®ã co thÓ thiÕt kÕ kÕt cÊu mét c¸ch an toµn vµ tiÕt kiÖm. M,N,Q M,N,Q Ki dÇ dÇ m m g EJ m ãn M,N,Q m ãn m ãn g dÇm Ki g EJ EJ dÇ m m M,N,Q Ki ãn g EJ M,N,Q dÇ J m m ng E Ki ãn mã g d Çm EJ Ki k1 M,N,Q k1 M,N,Q k1 M,N,Q Ki k1 Ki k1 g EJ M,N,Q m ãn Ki dÇm Ki M,N,Q Ki H×nh 7: M« h×nh tÝnh to¸n ®µi cäc thang m¸y V/ KÕt luËn: Do thêi gian vµ tr×nh ®é cßn nhiÒu h¹n chÕ nªn cña bµi tiÓu luËn cßn s¬ sµi, nhiÒu vÊn ®Ò rót gän vµ ch­a cã lý gi¶i lý thuyÕt cô thÓ. Môc ®Ých bµi viÕt nh»m ®­a ra mét c¸ch gi¶i quyÕt s¬ ®å tÝnh to¸n dÇm mãng mang tÝnh øng dông trong thùc hµnh ®Ó mäi ng­êi tham kh¶o vµ cïng tiÕp tôc trao ®æi. -5-

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản