Bài giảng Nền móng: Chương 2 - Nguyễn Thanh Sơn

Chia sẻ: Sơn Tùng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:25

Thêm vào BST

Báo xấu

206
lượt xem 53
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Nền móng - Chương 2: Móng nông" cung cấp cho người học các kiến thức về lựa chọn sơ bộ kích thước đáy móng băng, móng băng dưới cột, móng bè, thiết kế xử lý nền đất yếu. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Nền móng: Chương 2 - Nguyễn Thanh Sơn

BIEÅU ÑOÀ ÖÙNG SUAÁT DÖÔÙI ÑAÙY MOÙNG BIEÅU ÑOÀ ÖÙNG SUAÁT DÖÔÙI ÑAÙY MOÙNG Maët ñaát töï nhieân Maët ñaát töï nhieân h1 γ1 σz h1 γ1 σz e1 , ,σ1 e1 , ,σ1 O O zi zi σo Δσgl-i σo Δσgl-i i h2 γ2 i Δσgl h2 γ2 i e2 , ,σ2 i e2 , ,σ2 σ1 σ σ1 i 1 i σ0 σ0 z z Böôù 6: Böôc 6 Kieå Ki åm tra t theo th ñieà ñi àu kieä ki än cöông öôø ñoä ñ ä vaø oåån ñònh ñò h cuûûa neààn A E a. Neáu trong phaïm vi neàn coù lôùp ñaát yeáu hm h1 Ñaát toát; Khi tính toaùn thieát keá coù theå aùp duïng 2 moâ hình:  Ñ ùnh giaù Ñaù i ù theo th moââ hình hì h tröôï t t saââu; C’ C B D  Ñaùnh giaù theo moâ hình quy ñoåi veà moùng noâng töông ñöông C hy Ñaát yeu; Ñat yeáu; ñaët tröïc tieáp treân neàn ñaát yeáu. Σ Mgiöõ K= 1 Moââ hình M hì h tröôï t öôtt saââu: Tìm Tì maëët ttröôït nguy hi hieååm nhaá h át ñi qua Σ Mtröôït meùp moùng.  Maët tröôït giaû ñònh laø maët truï troøn: ABCDE kmin ≥ [k] trong ño: ñoù: [k] = 1,2 1 2 ÷ 1,5. 15  Maët tröôït giaû ñònh laø maët hoãn hôïp: ABC’DE Mggiöõ : moâmen choáng tröôït ñoái vôùi taâm tröôït 0; Mtröôït : moâmen gaây tröôït ñoái vôùi taâm tröôït 0.
a Neu a. Neáu trong phaï phamm vi nen neàn co coù lôp lôùp ñat ñaát yeu yeáu -tiep- -tieáp- Coi gan gaàn ñung ñuùng tac taùc duï dung ng tai taûi troï trong ng cong coâng trình len leân lôp lôùp ñat ñaát yeu yeáu ñöôï ñöôcc môû roäng töø meùp moùng ra moãi phía theo goùc phaân boá öùng suaát α 2 Moâ hình quy ñoåi veà moùng noâng: = gan gaàn ñung ñuùng xap xaáp xæ bang baèng 300; Ñaùy khoái moùng quy öôùc: hm Btñ = b + 2 x h* x tgα Ñaát toát; h1 Ltñ = l + 2 x h* x tgα α l α h* Ñieàu kieän kieåm tra töông töï moùng noâng treân neàn töï nhieân: hy Ltñ σtñ ≤ [p]ñy Ñaát yeáu;  σtñ: öùng suaáát taïi ñaùy moùng khoáái, σtñ = σbt + σ(p) vôùi σbt = γ1(hm + h*) = γ1.h1 vaø σ(p): öùng suaát do taûi troïng ngoaøi, σ(p) = k.(ptb - γ1.hm). a Neu a. Neáu trong phaï phamm vi nen neàn co coù lôp lôùp ñat ñaát yeu yeáu -tiep- -tieáp- Xaùc ñònh söc Xac söùc chòu tai taûi giôi giôùi haï hann pgh – 2: 1  l z h*  pgh = n γ × Nγ × B td × γ dy + n q × N q × q + n c × N c × c dy Moùng chöõ k ≡ ko = f  , =  2 nhaät: b b b  Trong g ñoù:  x 0 z h*  q : phuï taûi, q = γ1.(hm + h*) = γ1.h1; Moùng baêng: k ≡ k z = f  = = 0, =    b b b b   γñy ñ : troï trong ng löôï löông ng rieng rieâng cua cuûa ñat ñaát yeu yeáu döôi döôùi ñay ñaùy mong; moùng; pgh-2: söùc chòu taûi giôùi haïn cuûa ñaát yeáu  Nγ , Nc, Nq : heä soá söùc chòu taûi phuï thuoäc vaøo ϕñy; döôùùi ñaùùy khoáái moùùng; pghh − 2 ϕñy , cñy : goc goùc ma sat saùt trong va vaø löï löcc dính cua cuûa ñat ñaát yeu yeáu Rđ 2 =  Fs  nγ, nq, nc : heä soá hieäu chænh hình daïng moùng; Rđ2: söc söùc chòu tai taûi cho phep pheùp cua cuûa ñat ñaát yeu yeáu döôùi ñaùy khoái moùng. Moùng baêng: Moùng chöõ nhaät: 0 2 B td 0, 0 2 B td 0, Fs: heä soá an toaøn. n γ = nq = n c = 1 nγ = 1 − nq = 1 n c = 1 + L td L td
Baûng tra heä so Bang soá söc söùc chòu tai taûi theo Terzaghi Terzaghi’ss BAØI TAÄP AP BAI AÙP DUÏ DUNGNG 1 ϕ ñoä Nc Nq Nγ Xaùc ñònh sô boä kích thöôùc moùng ñôn döôùi coät vuoâng tieát dieän 0 57 5.7 10 1.0 00 0.0 30x30 (cm). 5 7.3 1.6 0.5 10 96 9.6 27 2.7 12 1.2 Toå hôïïp taûi troïïng tính toaùn taïïi möùc maëët ñaát: 15 12.9 4.4 2.5 N0tt = 500 kN ; M0tt = 58 kNm 20 17 7 17.7 74 7.4 50 5.0 Neàn ñat Nen ñaát gom goàm hai lôp lôùp co coù cac caùc chæ tieu tieâu cô ly lyù nhö sau: 25 25.1 12.7 9.7 Lôùp treân: ñaát laáp daøy 0.8m, troïng löôïng rieâng γ = 18 kN/m3 30 37.2 22.5 19.7 34 52.6 36.5 36.0 Lôùp döôùi: aù seùt deûûo cöùng 35 57.8 41.4 42.4 γw = 18.5 kN/m3 ; ϕ = 240, löïc dích ñôn vò c = 22 kN/m2 40 95.7 81.3 100.4 vaø moâdun bieán daïng E0 = 15000 kN/m2 45 172.3 173.3 297.5 48 258.3 287.9 780.1 50 347.5 415.1 1153.2 Ntt0 = 500kN M0tt = 58kNm Taûi troïng tieâu chuaåån taïi möùc maët ñaát: 0.00 m N 0tt M 0tt Q 0tt h1 = 0.8m tc N tc = M = Q tc = Ñaát laáp 0 hm= ??? 0 n n 0 n γ = 18.0 18 0 kN/m3 Trong ñoù: n laø heä soá vöôït taûi laáy töø 1,1 ñeán 1,2 AÙ seùt deûo cöùng N 0tt 500 γ = 18.5 kN/m3 N tc 0 = = 434,8 ( kN ) ϕ = 240 b n 1 15 1,15 c = 22 kPa M 0tt 58 M tc = = 50, 4 ( kN ) l = αb 0 n 1,15
Höôùng phaân tích Choïn α = 1,2. Töø ñoù suy ra: Do lôp lôùp thö thöù nhat nhaát la laø lôp lôùp ñat ñaát lap, laáp, tính chat chaát cô ly lyù khong khoâng onoån ñònh. Do 0, 2 b 0, 2 nγ = 1 − =1− = 0,83 vaäy khoâng thích hôïp cho vieäc söû duïng tröïc tieáp laøm neàn coâng l α trình. Maët khac khaùc be beà day daøy lôp lôùp la laø töông ñoi ñoái mong moûng vavaø lôp lôùp ñat ñaát döôi döôùi la laø nq = 1 lôùp ñaát coù chæ tieâu cô lyù khaù toát. Taûi trong coâng trình khoâng lôùn. 0, 2 b 0, 2 → ÑeÑeà xuat xuaát giai giaûi phap phaùp mong moùng nong noâng tren treân nen neàn töï tö nhien. nhieân Ñoä sau saâu nc = 1 + =1+ = 1,17 l α choân moùng hm = 1.0m. Choïn sô boä beà roäng moùng ban ñaàu b0 = 1,2m Löïa choïn kích thöôùc moùng lxb Chieàu daøi moùng ban ñaàu l0 = α.b ≈ 1,44m M 0tt 58 Ñoä leäch tam taâm cua c ûa tai taûi troï trong ng e = = 0,116 0 116 N 0tt 500 Xaùc ñònh phaûn löïc ñaát taïi ñaùy moùng (baèng nhöng ngöôïc Ñaët ty tyû so soá α = l/b → α nam naèm trong khoang khoaûng (1+e) ñen ñeán (1+2e) chieàu vôi chieu vôùi ap aùp löï löcc tiep tieáp xuù xucc taï taii ñay ñaùy mong) moùng) Ntt0 = 500kN ( ) tc N 434,8 M0tt = 58kNm ptb = p tx = + γ tb . hm = + 20 ×1, 0 = 271, 6 kN 2 0 l ×b 1, 2 ×1, 44 m 0.00 m h1 = 0.8m pmax = p tb + M xtc Wx = 271, 6 + 50, 4  11, 2 ×1, 1 44 2  = 393, 2 kN 2 m ( ) Ñaát laáp γ = 18.0 18 0 kN/m3 hm= 1.0m  6    pmax AÙ seùt pmin ( ) deûo cöùng tc M 50, 4 pmin = p tb − = 271, 6 − x = 150, 0 kN 2 Wx  1, 2 ×1, 44 2  m γ = 18.5 kN/m3   6   ϕ = 240 c = 22 kPa b0 = 1,2m Xacc ñònh söc Xaù söùc chòu tai taûi giôi giôùi haï hann pgh cua cuûa nen neàn ñat ñaát döôi döôùi ñay ñaùy mong moùng theo coâng thöùc cuûa Terzaghi. l0 = 1,44m 1 44m
1 S ra söc Suy öù chòu hò taû t ûi cho h phep h ù cuûûa neààn: pgh = n γ × Nγ × b × γ + n q × N q × q + nc × N c × c 2 Trong ñoù: Rd = [ p ] = pghh Fs = 898 2,5 = 359,2 kN 2 m ( )  γγ’ : troïng löôïng rieâng cuûa ñaát treân ñaùy moùng;  γ : troïng löôïng rieâng cuûa ñaát döôùi ñaùy moùng; So saùnh: q : phuï phu tai, taûi q = γγ’.h hm = 18 x 1 = 18 kN/m2;  ptb = 271,6 271 6 (kN/m2) ≤ Rñ = 359,2 359 2 (kN/m2)  Vôùi ϕ = 240 tra baûng (noäi suy): Nγ = 8,76 8 76 ; Nq = 11,64 11 64 ; Nc = 23,62 23 62 pmax = 393,1 , ((kN/m / 2) ≤ 1,2R , ñ = 431 ((kN/m / 2) Thayy soá: Kieåm tra ñieàu kieän kinh teá: pgh = 0,5 × 0,83 × 8, 76 × 1, 2 × 18,5 + 1, 0 × 11, 64 × 18 × 1, 0 + 1,17 × 23, 62 × 22 {1,2Rñ – pmax} ≤ (5 ÷ 10)%Rñ = 898 kN ( m2 ) 37,9 (kN/m2) > 10% (359,2) = 35,9 (kN/m2) Thöøa Thöa → Vôi Vôùi kích kí h thöôc thöôù mong ù choï h n ban b ñaà l ø “hôi thöa” ñ àu la thöø ” BAØI TAÄP AP BAI AÙP DUÏ DUNGNG 2 Xaùc ñònh sô boä kích thöôùc moùng baêng döôùi töôøng daøy 22 (cm). Vaäy sô boä choï chonn laï laii kích thöôc moùng b = 1,2m thöôùc mong: 1 2m va vaø l = 1,4m 1 4m Toå hôïp taûi troïng tính toaùn taïi möùc maët ñaát: Kieåm tra laïi ta thaáy kích thöôùc nhö vaäy laø hôïp lyù vaø kinh teá. N0tt = 21 T/m ; M0tt = 2 2.5 5 Tm/m Keát luaän: Neàn ñaát goàm hai lôùp coù caùc chæ tieâu cô lyù nhö sau: Kích thöôc moùng: b = 1,2m thöôùc sô boä mong: 1 2m , l = 1,4m 1 4m va vaø hm = 1,0m 1 0m Lôù tren: Lôp t â ñat ñ át lap l á day d ø 0.8m, 0 8 troï t ng löôï löô ng rieng i â γ = 18 kN/ kN/m3 Lôùp döôùi: aù seùt deûo cöùng Nhaän xeùt (khi laøm ñoà aùn): γw = 18.5 kN/m3 ; ϕ = 240, löïc dích ñôn vò c = 22 kN/m2 vaø moâdun bieán daïng E0 = 15000 kN/m2 Ñe vieä Ñeå ieäc löï löaa choï chonn kích thöôc thöôùc moù mongng nhanh vaaø hôï hôpp ly, l ù khi lam laøm baøi caàn phaûi tính toaùn sô boä tröôùc ra nhaùp. Ñaùp aùn: Choïn hm = 1,0m vaø b = 1,0m
a) b) c) Böôù 7: Böôc 7 Tính Tí h toan t ù chieà hi àu cao mong ù vaø coáát thep th ù trong t mong ù  Chieàu daøy moùng ñöôïïc choïïn sao cho moùng khoâng bòò chaân coäät xuyeân thuûng qua. 450  Thöïc nghieäm cho thay Thöc thaáy mong moùng bò choï chocc thung thuûng theo hình thap thaùp cuït, maët ñænh laø chaân coät hoaëc ñaùy coâng trình. Ntt Caùc hình thöùc p phaù huyûy beâ toâng moùng a. Caù C ùc giaû i û thieá thi át khi tính tí h toaù t ùn a. Moùng bò choïc thuûng bôûi öùng suaát tieáp treân tieát dieän xung  Cott thep Coá theùp chæ tính cho chòu keo keùo quanh chan chaân coät. Tröông Tröôøng hôï hôp p nay naøy thöông thöôøng xay xaûy ra khi nen neàn ñat ñaát tot, toát (khoâng tính cho chòu caét); α ho beâ toâng moùng keùm.  Bien Bieán daï dang ng cua c ûa ban baûn than thaân mong moùng b Mong b. Moùng bò choï chocc thung thuûng do öng öùng suat suaát keo keùo chính, chính xay xaûy ra khi nen neàn ptt ñaát yeáu, beâ toâng moùng toát. ñöôïc boû qua. Dang Daïng thaù thapp choc choïc thuû thung ng cc. Mong Moùng bò nöt nöùt gay gaõy do tac taùc duï dung ng cua cuûa moment uon, uoán xay xaûy ra khi neàn ñaát toát. b. Aùp löïc tính toaùn khoâng keå troïng löôïng vaät lieäu moùng b. Aùp löïc tính toaùn khoâng keå troïng löôïng vaät lieäu moùng vaø ñaát treân ñaùy moùng. vaø ñaát treân ñaùy moùng. N0 N0 Vôùi mong Vôi moùng ñôn M0 Vôùi mong Vôi moùng bang baêng M0 o o N 0tt N 0tt p tb = p = tx N M hm p o = p o = M hm l×b tb tx b N p0max M xtt M ytt p0min p o = p ± o ± o o M tt p0min p0max max, min Wx tb Wy p max, min i = p tb b ± W 1m daøi b Trong ñoù ño:: Trong ñoù: l ×b 2 l ×b 2 b2 Wx = Wy = l Wx = b 6 6 6
* TRÖÔØNG HÔÏÏP CHÒU Ò TAÛI ÑÖÙNG ÑUÙNG TAÂM * TRÖÔØNG HÔÏÏP CHÒU Ò TAÛI ÑÖÙNG ÑUÙNG TAÂM N0 N0 N0 lc bc h0 450 h0 450 450 h0 ptbo ptbo Fñt 45° ho h0 lc bc bc b bc+ho h0 lc+ho lc+2ho Maët choáng ñaâm thuûng tính toaùn b Chu vii ttrung bì Ch bình h cuûûa thaùp ñaâm thuûng Caùc sô ñoà xaùc ñònh chieàu daøy moùng, h Chieààu cao moùng thoûûa maõn ñieààu kieän: Pcñt = α .Rk*Fxung quanh maët choáng ñaâm thuûng tính toaùn Pñt ≤ Pcñt Pcñt = α .R Rk .u utb .h ho  Pñt: löï löcc gay gaây ñam ñaâm thung thuûng (choï (chocc thuû thung) ng) Trong ño: ñoù:  Pcñt: löïc choáng ñaâm thuûng.  α: heä soá phuï thuoäc vaøo loaïi beâ toâng, α = 1 vôùi beâ toâng naëng;  utb: Gia Gi ù trò t ò trung t bình bì h soáá hoï h c cuûûa chu h vii phía hí treâ t ân vaø phía hí döôi döôùi Vôùi: cuûa thaùp ñaâm thuûng utb = 2(lc + bc + 2ho) Pñt = potb*F Fñay ñaùy mong moùng nam naèm ngoai ngoaøi thap thaùp ñt  Rk: cöôøng ñoä chòu keùo tính toaùn cuûa beâ toâng moùng. = potb[b2 – (lc + 2ho).(bc + 2ho)]  h0 : chieàu cao laøm vieäc cuûa moùng (h0 = h – abv)  potb : phaûn löïc ñaát trung bình trong phaïm vi ñaâm thuûng
* TRÖÔØNG HÔÏÏP CHÒU Ò TAÛI ÑÖÙNG LEÄÄCH TAÂM Chieààu cao moùng thoûûa maõn ñieààu kieän: a. Moùng ñôn chòu taûi ñöùng leäch taâm nhoû (e=M/N < b/6; L/6) M0 M0 Pñt ≤ Pcñt = α.Rk.btb.ho N0 N0  Pñt: löcï g gaây ñaâm thuûng ((chocï thuûng) 450 h0 h0  Pcñt: löïc choáng ñaâm thuûng. 450 poñt pomax Trong ñoù btb ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: pomax poñt + Neáu bc + 2ho > b: btb = ((bc + b)/2 ) lc h0 + Neáu bc + 2ho ≤ b: btb = (bc + ho) bc bc b Pñt = hôïp löïc phaûn löïc cuûa ñaát trong phaïm vi gaïch cheùo, btb h0 ñöôcc xac ñöôï xaùc ñònh nhö sau: l lñt Pdt = ( p max o + p odt ) × l dt × b 2 Trong ñoù: p0dt = p 0min + ( p 0max − p 0min ) × (l − l )dt l l − lc ldt = − h0 2
BAØI TAÄP AP BAI AÙP DUÏ DUNGNG 3 Ntt0 = 500kN M0tt = 58kNm Xaùc ñònh sô boä chieàu cao moùng ñôn döôùi coät vuoâng tieát dieän 30x30 0.00 m h1 = 0.8m (cm). Kích thöôùc moùng cho nhö h.v: Ñaát laáp hm = 1,0m Toå hôïïp taûi troïïng tính toaùn taïïi möùc maëët ñaát: γ = 18.0 18 0 kN/m3 h N0tt = 500 kN ; M0tt = 58 kNm AÙ seùt Neàn ñat Nen ñaát gom goàm hai lôp lôùp co coù cac caùc chæ tieu tieâu cô ly lyù nhö sau: deûo cöùng Lôùp treân: ñaát laáp daøy 0.8m, troïng löôïng rieâng γ = 18 kN/m3 b = 1,,2m γ = 18.5 kN/m3 Lôùp döôùi: aù seùt deûûo cöùng ϕ = 240 c = 22 kPa γw = 18.5 kN/m3 ; ϕ = 240, löïc dích ñôn vò c = 22 kN/m2 Beâ toâng maùc 250# coù Rk = 88 T/m2 vaø Rn = 110 T/m2 l = 1,4m Chieàu day Chieu daøy lôp lôùp bao baûo veä cot coát thep theùp abv = 4cm Phaûûn lö Ph löïc ñaá ñ át tính tí h toan t ù taï t i ñay ñ ù mong ù (kh âng keå (khoâ k å baû b ûn thaâ th ân Kieåm tra cöông Kiem cöôøng ñoä tren treân tiet tieát dien dieân nghieng nghieâng moùng vaø lôùp ñaát phuû) Coät ñaâm thuûng moùng theo hình Mtt0 thaùp nghieâng veà caùc phía goùc 450. Ntt0 ptb0 = N 0tt l ×b = 500 1 2 ×11, 4 1, ( = 297, 6 kN 2 m ) Gaàn ñuùng coi ñaâm thuûng moùng theo moät maët xieân goùc 450 veà phía 450 h0 p 0max = p0tb + M xtt Wx = 297, 297 6 + 58  1, 2 ×1, 4 2  = 445, ( 445 6 kN m2 ) p0max. poñt pomax  6  Chieàu cao moùng phaûi thoûa maõn   ñieàu kieän: ñieu ( ) tt Mx 58 p 0min = p0tb − = 297, 6 − = 149, 6 kN lc h0 Wx  1, 2 ×1, 4 2  m2  6  Pñt ≤ Pcñt = α.Rk.btb.ho bc bc b   btb Löïa choïn sô boä chieàu cao moùng h = 0,35m h0 → h0 = h - abv = 0,31 m l lñt
Ta co: coù: Xaùc ñònh löïc choááng ñaâm thuûûng: bc + 2ho = 0,3 + 2*0,31 = 0,92m < b = 1,2m Pcñt = α.Rk.btb.ho = 1 x 880 x 0,61 , x 0,31 , = 166 ((kN)) Suy ra: btb = (bc + ho) = 0,61m 0 61m Xaùc ñònh löïc ñaâm thuûng: Trong g ñoù: Pdt = (p max o +p dt o )×l ×b = ( 445, 6 + 394,9 ) × 0, 24 × 1, 2 = 121 ( kN )  α = 1 vôùi beâ toâng naëng; 2 dt 2  btb = 0,61m 0 61  h0 = 0,31m. 0 31m Rk = 88 T/m2  potb = 297,6 (kN/m2) Trong ñoù:  p0dt = p 0min + ( p 0max − p 0min ) × (l − l ) dt So saùnh: l (1, 4 − 0, 24 ) = 394,9 kN Pñt = 121 (kN) ≤ Pcñt = 166 (kN) = 149, 6 + ( 445, 6 − 149, 6 ) . 1, 4 m2 ( ) l − lc Vôii chieu Vôù chieàu cao mong moùng h = 0,35m 0 35m la laø ñam ñaûm bao baûo ñieu ñieàu kieän 1, 4 − 0,3 ldt = − h0 = − 0,31 = 0, 24 ( m ) choáng ñaâm thuûng. 2 2 b Mong b. Moùng bang baêng chòu tai taûi troï trong ng leäch taâ tamm b Mong b. Moùng bang baêng chòu tai taûi troï trong ng leäch taâ tamm Chieàu cao mong Chieu moùng thoa thoûa man maõn ñieu ñieàu kieän: Pdt = (p max o + p odt ) × b dt × 1 m Pñt ≤ Pcñt = α.Rk.ho 2 N0 M0 Trong ñoù: h p0dt = p 0min + ( p 0max − p 0min ) × (b − b ) dt b pomin h b pomax b − bc b dt = − h0 m daøi bñt 2 1m  α: heä soá phuï thuoäc vaøo loaïi beâ toâng, α = 1 vôùi beâ toâng naëng;
M0 Böôùc 8: Tính toan Böôc toaùn cot coát thep theùp trong mong moùng N0 Tính toaùn ñoä beàn chòu uoán cuûa moùng → tính toaùn löôïng coát theù h ùp caààn thieá hi át ñaë ñ t trong moùùng → ñeå ñ å moùùng chòu hò ñöôï ñ c moment h0 uoán do phaûn löïc cuûa ñaát neàn gaây ra. pomin pomax * TRÖÔØNG HÔÏP MOÙNG ÑÔN Tính MI-I  FaI pomax  pong lng potb  Tính MII-II  FaII I Löu yù: Fa(II) bng lc Coát theùp theo phöông chòu löïc chính boá trí phía döôùi. Khoaûng II bc II b caùch coát theùp (kyù hieäu a) neân choïn chaün ñeán 10cm ; soá löôïng Fa(I) thanh theùp (kyù hieäu n). Caùch bieåu dieãn: 10∅16 hoaëc ∅16a150… l I Coát theùp phöông caïnh daøi: Coát theùp phöông caïnh ngắn: * TRÖÔNG TRÖÔØNG HÔÏ HÔPP MONG MOÙNG BANG BAÊNG Coát theùp phöông caïnh daøi (theùp M I-I = (p max o + p ong ) × b × l ng2 M II-II = p × tb l × b ng2 doïc) ñaët theo caáu taïo ∅10(12)a200. N0 0 2 M0 2 2 M II-II Coát theùp chòu ò löcï ((theo Fa (I ) = M I-I Fa( II ) = phöông caïnh ngaén): h 0,9 × Ra × ho 0,9 × Ra × ho pomin Trong ñoù: M= (p max o + p ong ) × 1 m × b ng2 b pomax +(p (l − l ) 2 2 ) 1m daøi ng ng p = p min max −p min × M 0 0 0 0 l Fa = 0 9 × Ra × ho 0,9 l − lc b − bc lng = vaø b ng = b − bt 2 2 Trong ño: ñoù: b ng = pomax 2 pong bng
BAØI TAÄP AP BAI AÙP DUÏ DUNGNG 4 Ntt0 = 500kN M0tt = 58kNm Xaùc ñònh coát theùp moùng ñôn döôùi coät vuoâng tieát dieän 30x30 (cm). 0.00 m Kích thöôùc moùng cho nhö h.v: h1 = 0.8m Ñaát laáp Toå hôïp taûi troïng tính toaùn taïi möùc maët ñaát: hm = 1,0m 35m γ = 18.0 18 0 kN/m3 0.3 N0tt = 500 kN ; M0tt = 58 kNm Neàn ñat Nen ñaát gom goàm hai lôp lôùp co coù cac caùc chæ tieu tieâu cô ly lyù nhö sau: AÙ seùt deûo cöùng Lôùp treân: ñaát laáp daøy 0.8m, troïng löôïng rieâng γ = 18 kN/m3 b = 1,,2m γ = 18.5 kN/m3 Lôù döôi: Lôp döôùi aù setùt deo d û cöng öù ϕ = 240 c = 22 kPa γw = 18.5 kN/m3 ; ϕ = 240, löïc dích ñôn vò c = 22 kN/m2 Beâ toâng maùc 250# coù Rk = 88 T/m2 vaø Rn = 110 T/m2 l = 1,4m Chieàu daøy lôùp baûo veä coát theùp abv = 4cm Theùp AII coù Ra = 2800 kG/cm2 M0 Tính coát theùp theo phöông caïnh daøi: N0 Sô ñoà tính nhö h.v (giaûi thieát laø baûn conson ngaøm taïi meùp coät) h0= 0,31m Moâ men taïi meùp coät: M I-I = (p max o × + p ong ) b × l ng2 2 2 149.6 445 6 445.6 M I-I = ( 445, 445 6 + 329 3) 1, 329,3 × 1 2 × 0,55 0 55 2 Trong ñoù: 2 2 445.6 kN/m2 l − lc 1 4 − 00,3 pong lng lng = = 1, 3 = 0,55 m potb = 297.6 I 2 2 p0ng = p 0min + ( p 0max − p 0min ) × (l − l ) ng = 149, 6 + ( 445, 6 − 149, 6 ) × (1,1 4 − 0,55 0 55 ) Fa(II) bng = 0.45 lc l 1, 4 II bc II b = 329,3 329 3 ( kN m ) 2 Fa(I) , ×10 4 Choïn 12∅10a100 coù = 9 ( cm 2 ) 70,32 Fa( I ) = l I 0,9 × 2800 × 31 Fa = 9,4 cm2
Tính coát theùp theo phöông caïnh ngaén: 4∅22 ≥ 30d Sô ñoà tính nhö h.v (giaûi thieát laø baûn conson ngaøm taïi meùp coät) 0.0 m 500 Maët ñaát töï nhieân l × b ng2 Moâ men taïi meùp coät: tb M II-II = p × 0 2 12∅10 7∅10 1 2 1000 1 4 × 0, 1, 0 45 2 -1.0 10m 350 M II-II = 297, 6 × = 42, 2 ( kNm ) 200 2 100 Trong ño: ñoù: 100 b − bc 1, 2 − 0,3 lc=30cm b ng = = = 0, 0 45 m 2 2 bc=30cm 1200 42,22 ×10 4 Chon Choïn 7∅10a200 co coù = 5, 4 ( cm 2 ) ( II ) 42 7∅10a200 Fa = 2 0,9 × 2800 × 31 Fa = 5,5 cm2 12∅10a100 1 00 10 100 1400 100 Löu y: yù: Tröông Tröôøng hôï hôpp mong moùng ñôn chòu tai taûi troï trong ng ñöng ñöùng leäch tam taâm lôn lôùn Löu y: yù: Tröông Tröôøng hôï hôpp mong moùng ñôn chòu tai taûi troï trong ng ñöng ñöùng leäch tam taâm lôn lôùn  AÙp löïc nhoû nhaát, pmin < 0 M  Caùc ñoä leäch taâm, eb ≥ b/6 hoaëc el ≥ l/6 Theo Meyerhof, khi moùùng chòu taûi leäch taâm lôùn → neàn ñaát coù h N  Leäch taâm moät p phöông g theo caïnh ngaé g n b, caïnh daøi l vaø leäch m Pmin< vuøøng bieá bi án daï d ng lôù l ùn → phaû h ûn löï l c 0 taâm hai phöông: neàn phaân boá ñeàu. p N pmax e AÙÙp löïc trung bình, ptb = N/LB* M hm B*: chieàu roäng höõu hieäu, B* Pmin < 0 B* = B – 2e b L: chieu chieàu dai daøi mong. moùng pmax e Sô ñoà xaùc ñònh aùp löïc trung bình (theo Meyerhof) Phaûn löïc neàn khi taûi leäch taâm lôùn
* Moät soá bieän phaùp laøm giaûm hoaëc trieät tieâu bieàu ñoà öùng CHÖÔNG 2: MOÙ MONG NG NONG NOÂNG suaát aâm döôùi ñaùy moùng 2.9. MOÙNG BAÊNG DÖÔÙI COÄT a.Taêng chieu a.Tang chieàu sau saâu chon choân mong moùng va vaø thay ñoi ñoåi troï trong ng tam taâm mong moùng 2.9.1 Caá C áu taïo  Taêng chieàu saâu choân moùng, hm → taêng khaû naêng chòu taûi vaø khaû nang kha naêng chong choáng laät cua cuûa mong. moùng  Thay ñoåi troïng taâm moùng ñeå höôùng löïc taùc duïng leân moùng veà gaàn troï gan trongng tam moùng (dòch tam taâm mong taâm coät ve veà phía σmin hoaëc mômôû roäng ñaùy moùng veà phía σmax) b Th ñoå b.Thay ñ åi kích kí h thöôc thöôù vaø hình hì h daï d ng mong ù Moùng baêng döôùi coät vaø moùng baêng giao nhau 2 9 1 Cau 2.9.1 Caáu taï taoo 2 9 1 Cau 2.9.1 Caáu taï taoo  Thaân mong Than moùng bang baêng co coù the theå cau caáu taï taoo co coù hoaëc khoâ khong ng co coù söôn söôøn doï docc. N1 N2 N3 N4 N5  Chieàu daøi moùng, L coù theå xaùc ñònh döïa vaøo böôùc coät. hm  Trong ñieààu kieän cho pheùp neân caááu taïo hai ñaààu thöøa ñeåå giaûm Lb L1 L2 L3 L4 Lb öùng suaát taäp trung cho neàn vaø taêng khaû naêng choáng caét cho baûn thaân moùng.  Lb = (1/5 ÷1/3)*(L1 hoaëc L4).  L = ΣLi + 2Lb B L
2 9 2 Tính toan 2.9.2 toaùn mong moùng bang baêng döôi döôùi coät Böôùc 4: Böôc 4 Tính coá cott thep theùp trong t ong mong moùng Böôùc 1. Kiem Böôc Kieåm tra öng öùng suat suaát Quy taát caû caùc taûi troïng veà troïng taâm ñaùy moùng → tính toaùn N1 N2 N3 N4 N5 hm chieàu roäng mong chieu moùng nhö tính toan moùng ñôn (xem öng toaùn cho mong öùng suaá suatt Lb L1 L2 L3 L4 Lb döôùi ñaùy moùng phaân boá tuyeán tính). ptctb ≤ Rtc N1tt N2tt N3tt N4tt N5tt ptcmax ≤ 1.2Rtc vaø ptcmin ≥ 0 ptt min Böôùc 2. Kieåm tra bieán daïng cuûa neàn pttmax  Veõ bieu Ve bieåu ño ñoà momen moâmen M, M löï löcc cat caét V. V S ≤ Sgh  Tính coát theùp.  Coát doïc tính theo M ; Coát ñai tính theo löïc caét V. 2.10. MOÙNG BEØ 2.10. MOÙNG BEØ ((tieáp) p) 2.10.1 Caùc daïng moùng beø 2.10.1 Caùc daïng moùng beø Moùng beø Mong be daï dang ng ban baûn söôø söônn Moùng beø daïng baûn
2.10. MOÙNG BEØ ((tieáp) p) 2.10. MOÙNG BEØ ((tieáp) p) 2.10.1 Caùc daïng moùng beø 2.10.2 Tính toaùn moùng beø Böôùc 1. Kieåm tra öùng suaát  Choï Chonn kích thöôc thöôùc mong moùng LxB döï döaa vao vaøo maët bang. baèng  Quy taát caû caùc taïi troïng veà troïng taâm ñaùy moùng → kieåm tra chieàu roäng mong chieu moùng nhö tính toan moùng ñôn (xem öng toaùn cho mong öùng suat suaát döôùi ñaùy moùng phaân boá tuyeán tính). Böôùc 2. Böôc 2 Kiem Kieåm tra bien bieán daï dang ng cua cuûa nen neàn  S ≤ Sgh (ñoä luùn taïi troïng taâm ñaùy moùng) Moùng beø daïng hoäp 2.10. MOÙNG BEØ ((tieáp) p) 2.10. MOÙNG BEØ ((tieáp) p) 2.10.2 Tính toaùn moùng beø 2.10.2 Tính toaùn moùng beø Böôùc 3. Tính chieàu daøy moùng Böôùc 3. Tính chieàu daøy moùng g: Pñt ≤ Pcñt  Döïa theo ñieàu kieään choáng ñaâm thuûng  Xem phan phaûn löï löcc nen neàn tính toan toaùn döôùi ñaùy moùng phaân boá tuyeán tính tính. y  Chia beø thaønh nhieàu daûi theo x B phöông x va vaø phöông y. y  Veõ bieåu ñoà löïc caét vaø moââmen choh moããi daû ( h d ûi (nhö moùng baêng döôùi coät). L C ù daï Cac d ng thap th ù choï h c thung th û taï t i chan h â coäät Maët baèng moùng beø
2 10 2 Tính toan 2.10.2 toaùn mong moùng be beø (tiep) (tieáp) 2 10 3 Tính toan 2.10.3 toaùn mong moùng be beø nhö tam taám tren treân nen neàn ñan ñaøn hoi hoài Böôùc 4. Tính coát theùp trong g moùng Ñoái vôùi moùng beø daïng baûn phaúng khoâng coù söôøn gia cöôøng, khi tính toaùn noäi löïc trong moùng, söû duïng phöông phaùp gaàn  Töø bieåu ñoà moment, löïc caét, choïn Daûi tính toaùn ñuùng laø xem moùng beø nhö taám treân neàn ñaøn hoài. caùc gia cac giaù trò cöï cöcc trò trong cac caùc dai daûi ñe ñeå tính toaùn coát theùp. Noäi dung tính toaùn bao goàm caùc böôùc sau:  Bo Boá trí cot coát thep theùp theo phöông X, X Y. Y y Böôcc 1: Xac Böôù Xaùc ñònh cac caùc kích thöôc thöôùc cô ban baûn cua cuûa mong moùng va vaø chieu chieàu daøy, h cuûa moùng. x Böôùc 2: Xaùc ñònh heä soáá neààn, k cuûûa neààn ñaáát. Böôùc 3: Giaûi baøi toaùn baèng PTHH, tìm ra moâmen, löïc caét Böôùc 4: Tính toaùn laïi chieàu daøy moùng Chia daûi cho moùng beø Böôùc 5: Tính cot Böôc coát thep theùp trong mong moùng 2 11 TÍNH TOAN 2.11. TOAÙN MONG MOÙNG MEM MEÀM 2 11 TÍNH TOAN 2.11. TOAÙN MONG MOÙNG MEM MEÀM (tiep) (tieáp)  Khi tính toaùn moùng cöùng, khoâng xeùt bieán daïng cuûa moùng vaø  Khi t ≥ 10: mong moùng mem meàm xem öùng suaát tieáp xuùc (aùp löïc ñaùy moùng) phaân boá tuyeán tính.  Khi 1≤ t < 10: moùng coù ñoä cöùng höõu haïn.  Vôi Vôùi cac caùc mong moùng chòu uon, uoán, bien bieán daï dang ng cua cuûa mong moùng la laø ñang ñaùng ke, keå, öng öùng  Khi t < 1: 1 mong moùng cöng. cöùng suaát tieáp xuùc seõ phaân phoái laïi, trong tính toaùn neàn moùng phaûi söû Trong ñoù: dung ï g caùc sô ñoà neàn ñeå xeùt ñeán söï öùng xöû cuûa ñaát neàn vaø moùng g. E0: module bieán daïng cuûa ñaát neàn.  Theo Quy phaïm 20.64, ñoä maûnh töông ñoái cuûa moùng, t thoaû maõn ñieu man ñieàu kieän: E: module ñaøn hoài cuûa vaäät lieääu laøm moùng g. 3 a, h: chieàu daøi vaø chieàu daøy cuûa moùng. a Eo   Phaân loaïi: t =  2  ≥ 10 E × h3  Moùng daïng daàm ñôn khi tyû soá: l/b ≥ 7  Moùng daïng baûn khi tyû soá l/b < 7
2 11 1 Tính toan 2.11.1 toaùn mong moùng meàm mem Trong ñoù: q(x)  EJ: ñoää cöùng cuûa moùng; O  b: beà roäng moùng; x ω(x)  ω: chuyen chuyeån vò; x Vôùi hai aån ωx vaø px ta ñöôïc moät phöông trình quan heä ñoä luùn cuûa p(x) Aùp löc öïc döô döôùi ñay ñaùy moù o ng neàn vaø aùp löïc ñaùy moùng. ω Moâ hình daààm treân neààn ñaøn hoàài  S( x ) = f1 ( px ) Phöô trình Phöông t ì h ñoä ñ ä vong õ truï t c mong ù  Phöông trình truï trucc vong voõng cua cuûa dam daàm  P( x ) = f 2 ( S x ) Quan heä g giöõa öùng suaát vaø bieán daïng d 4ω( x ) Theå hieän öùng xöû cuûa neàn ñaát ngöôøi ta coøn goïi MOÂ HÌNH NEÀN EJ =  q ( x ) − p ( x )  b d 4x a. Moâ M â hình hì h neààn Winkler Wi kl (neà ( àn bieá bi án daï d ng cuïc boä b ä, 1867) a Mo a. Moâ hình nen neàn Winkler (nen (neàn bien bieán daï dang ng cuï cucc boä, 1867) Moâ hình naøy cho raèng g, ñoä luùn cuûa neàn chæ xaûy ra trong g phaïm vi Heä soá neàn P dieän gia taûi. P  Ñöôïc xaùc ñònh töø thí nghieäm δ Load q= A  Nen Neàn ñat ñaát ñöôï ñöôcc mo moâ phong phoûng bang baèng cac caùc p baøn nen: ban neùn: loø xo ñaøn hoài tuyeán tính. ks = q/S = q/δ 1 ks ks  Heää soáá ñaø H ñ øn h l ø xo ks, ñöôï hoàài cuûûa loø ñöô c S  K. K Terzaghi T hi (1955), (1955) cong â b á bo Loø so ñan Lo ñaøn hoi hoài goïi laø heä soá phaûn löïc neàn (hay heä heä soá neàn vôùi kích thöôùc baøn soá nen) à ) ks neùn 0.3m nen 0 3m → k0.3. 0 3m x 0.3m Ñoä luùn S ks = P/S dôõ tai dô taûi Moâ hình neàn Winker Sô ñoà xaùc ñònh heä soá neàn ks
a Mo a. Moâ hình nen neàn Winkler (nen (neàn bien bieán daï dang ng cuï cucc boä, 1867) a Mo a. Moâ hình nen neàn Winkler (nen (neàn bien bieán daï dang ng cuï cucc boä, 1867) Heä soá neàn chuyeån ñoåi cho moùng vuoâng b*b ñaët treân Loaii ñat Loaï ñaát Trang Traïng thaù thaii k0.3 (MN/m3)  Neàn ñaát rôøi Rôøi 8 ÷ 25 2 Caùt khoâ hoaëëc  b + 0.3  Chaët vöa vöøa 25 ÷ 125 k b *b = k 0 .3   aåm  2b  Chaët 125 ÷ 375 Neàn ñat Nen ñaát dính  0 .3  Rôøi Rôi 10 ÷ 15  k b *b = k 0.3   Caùt baûo hoaø Chaët vöøa 35 ÷ 40  b  Chaët 130 ÷ 150 Es Coâng thöùc gaàn ñuùng: k = Deûo 12 ÷ 25 ( b 1 −ν 2 ) Seùt Set Deûo cöng Deo cöùng 25 ÷ 50 Cöùng > 50 Es: module bieán daïng cuûa ñaát neàn; Heä soá neàn cuûa Terzaghi (aùp duïng cho baøn neùn kích thöôùc 0.3m*0.3m) ν: heä h ä soáá Poisson P i cuûûa ñaá ñ át; a Mo a. Moâ hình nen neàn Winkler (nen (neàn bien bieán daï dang ng cuï cucc boä, 1867) a Mo a. Moâ hình nen neàn Winkler (nen (neàn bien bieán daï dang ng cuï cucc boä, 1867)  Heä soá neàn chuyeå y n ñoåi cho moùng chöõ nhaät a*b ñaët treân caùc  Scott (1981), ñe ñeà nghò xac xaùc ñònh k0.3 0 3 tö töø ket keát qua quaû SPT cho ñat ñaát rôi: rôøi: loaïi neàn ñaát: k0.3 = 1.8N (MN/m3)  a 1 + b  k = k b *b   Theo Vesic (1961), heä soá neàn cho daàm daøi (moùng daïng daàm): 1 .5 Es Es b 4 k = 0, 65 × Heä soá neàn chuyeån ñoåi cho moùng baêng ñaët treân caùc loaïi neàn ñaát: b (1 −ν 2 ) 12  Ef I f 2 Trong ñoù ño:: k = k b *b 3 Es: module bieán daïng cuûa ñaát döôùi moùng.  Theo J. E. Bowles, k = 40qu b: chieàu roäng moùng. Ef , ν: module odu e ña ñaøn hoào i vaøa heäeä so soá Poisson o sso cua cuûa vaäaät lieäeäu moùo ng. g If: moment quaùn tính cuûa tieát dieän moùng.
b Moät so b. soá mo moâ hình nen neàn khac khaùc b1. Moâ hình ñaøn hoài tuyeá y n tính ((Linear Elastic))  Moâ hình naøy tuaân theo ñònh luaät Hook veà ñaøn hoài tuyeán tính ñ úng höôùng. ñaú  Moâ hình naøy söû duïng raát haïn cheá trong vieäc moâ phoûng caùc öùng xöû cuûa ñaát.  Moâ hình naøy moâ phoûng caùc khoái keát caáu cöùng trong ñaát. b2. Moâ hình Mohr – Coulomb (moâ hình ñaøn deûo) Duøng ñeå tính toaùn gaàn ñuùng caùc öùng xöû ôû giai ñoaïn ñaàu cuûa ñaát. b3. Moâ hình Hardening Soil (moâ hình taùi beàn cuûa ñaát) p = 100kN/m2 Ñaây laø moâ hình ñaøn deûûo tuaân theo quy luaät hyperbol. b4. Mo Moâ hình Soft Soil (Cam Clay) τ MAX Moâ hình naøy duøng ñeå moâ phoûng caùc öùng xöû cuûa ñaát yeáu. = 1.00 τf b5. Moâ hình Soft Soil Creep Moâ hình naøy duøng ñeå moâ phoûng caùc öùng xöû cuûa ñaát yeáu theo thôøi gian vaø coù xeùt ñeán tính nhôùt cuûa ñaát (lyù thuyeát töø bieán). Xeùt ñeán quaù trình luùn thöù caáp cuûa neàn ñaát.