nen mong __ts . nguyễn Đình tiến

T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng

http://www.ebook.edu.vn - 12 -

> 150

a: líp b¶o vÖ > 80bª t«ng 150#a

Gi»ng bª t«ng

B > 0,5m

h >

5 00

50:1

00

h b

α

ch−¬ng I - mãng n«ng

I - mãng n«ng trªn nÒn tù nhiªn Khi công trình đặt lên nền đất tự nhiên tại độ sâu hm nhỏ, ảnh hưởng của đất trên đáy móng tới các mặt tiếp xúc là nhỏ, ta nói đó là móng nông trên nền tự nhiên. Trong Cơ học đất, móng có bề rộng b, độ sâu hm, nếu hm/b ≤ 0,5 (theo Berezansev) thì khi đất dưới móng bị phá hoại → đất bị đẩy trồi, ta coi hm đó là nông Trong thực tế những móng có hm ≤ 3m có thể coi là nông. - Phạm vi ứng dụng: + Tải trọng không lớn, công trình nhỏ, Q0 nhỏ + Lớp đất bằng phẳng có sức chịu tải phù hợp, có chiều dày đủ lớn. Ngay cả khi lớp đất trên có sức chịu tải không lớn nhưng có thể giải quyết bằng cách giảm tải công trình trên diện tích móng lớn (băng giao nhau, bè) I.1 - Ph©n lo¹i vμ c¸c yªu cÇu cÊu t¹o mãng. - Phân loại (xem trang 2) - Cấu tạo các móng bằng vật liệu gạch, đá, bê tông, bê tông đá hộc thường xây dưới các tường gạch, đá, dạng băng, giật cấp tuỳ vào góc cứng vật liệu.

- Móng bê tông cốt thép rất phổ biến và đa dạng:

+ Móng đơn dưới cột, trụ, tháp nhỏ, cột thép

+ Băng dọc + ngang: dùng dưới tường, vách cứng, dưới hàng cột + Móng bè: dưới nhà cao tầng, bể, âu tầu, thuyền, mặt đường cứng, sân bãi, bến

Kích thước và độ cứng tăng từ móng đơn băng bè, hộp, vỏ cho phép chịu tải tác dụng lớn hơn, sức chịu tải của nền lớn hơn và khả năng biến dạng giảm.



- Yêu cầu cấu tạo chung đối với móng BTCT: + Bê tông ≥ 150# ( thường ≥ 200#). + Thép thường dùng thép gai, kéo thẳng, đai dùng cốt trơn + Lót: bê tông gạch vỡ, bê tông nghèo (≥100# ) dày ≥ 50mm + Lớp bảo vệ ≥ 30 mm (có lớp lót)

CÊu t¹o mãng ®¬n Móng đơn dưới cột trụ (xem 147 - 149 BTCT II )

>B/1

0

≥200

>3cm

bcét

lne

o

(thu

êng

>=1

5d)

B

L

≥



CÊu t¹o mãng b¨ng d−íi t−êng

CÊu t¹o Mãng b¨ng d−íi hμng cét

a-băng giao nhau b- băng đơn c- tiết diện

Băng dưới hàng cột

Thép đặt theo yêu cầu đối với dầm liên tục nên gọi là móng dầm (giao nhau)



CÊu t¹o mãng bÌ, hép, vá

Một số dạng móng hộp

Cốt thép trong bản móng cấu tạo theo các yêu cầu đối với bản ngàm, kê, còn trong sườn theo nguyên tắc dạng dầm đơn hay giao nhau. CẤU TẠO GIẰNG MÓNG: + Thường cấu tạo nhằm tăng độ cứng công trình, giảm chênh lún kết hợp với đỡ tường bao, Fagiằng ≥ 5 cm2, hgiằng chọn theo kinh nghiệm (nguyên lý dầm) tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất, tính chất tải trọng và lưới cột…



I.2. ThiÕt kÕ mãng n«ng cøng. - Nội dung cơ bản trong thiết kế là xác định các đặc trưng của móng gồm:

+ Vật liệu + Độ sâu móng + Kích thước móng l(L) x b(B) x h(h0) + Sao cho thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật, thi công và kinh tế. Trình tự thiết kế có thể như sau:

Tµi liÖu

- C«ng tr×nh- NÒn - C¸c tiªu chuÈn thiÕt kÕ

B−íc 1

Ph−¬ng ¸n HÖ mãng n«ng

- NÒn…- Cøng ↔ mÒm - §¬n, b¨ng, bÌ ...

B−íc 2

B−íc 3

VËt liÖu mãng- #, thÐp → Rn, Rk, Fa...- Lãt→ líp b¶o vÖ ao

B−íc 4

§é s©u mãng hm (xem phÇn ξ4 ch−¬ng më ®Çu)

Chän kÝch th−íc mãng

b x h (b¨ng d−íi t−êng)b x l x h (®¬n) B x L x h (bÌ)

B−íc 5

øng suÊt d−íi mãng

- p

B−íc 6 - p0 (kh«ng kÓ TLBT) (Th−êng bá qua Q0) - pgl = ptc - γ’hm

B−íc 7 KiÓm tra kÝch

th−íc ®¸y 1- Kh¶ n¨ng chÞu t¶i: tr−ît, lËt vµ ®iÒu kiÖn kinh tÕ vÒ bxl. 2- BiÕn d¹ng S ≤ Sgh

B−íc 8 KiÓm tra chiÒu

cao mãng vµ Fa

TÝnh to¸n c−êng ®é vËt liÖu mãng do t¶i träng c«ng tr×nh vµ p0 g©y ra vµ ®iÒu kiÖn kinh tÕ vÒ h, Fa.

VÝdô: tr−ît ngang, lËt, cè kÕt chËm … B−íc 9 C¸c kiÓm tra

kh¸c B−íc 10 CÊu t¹o vµ B¶n

vÏ



- Móng cứng là móng có độ cứng lớn → dưới tác dụng của tải trọng công trình móng biến dạng nhỏ có thể bỏ qua → ứng suất dưới móng p có thể coi là tuyến tính.

+ Móng băng dưới tướng, vách. + Móng băng dưới hàng cột, móng bè nhưng độ cứng móng rất lớn (h lớn và hệ sườn dày). + Móng đơn dưới cột, trụ.

là những loại móng cứng: - Áp lực tính toán dưới đáy móng:

+ F

NP = ≈

F

N 0 + γtb . hm (γtb = 20KN/m3 )

+ Pmax, min = W

MP ±

N = N0 + träng l−îng mãng + ®Êt phñ lÊp

M = M0 + M (N0) + 0M (Q0) + 0M (¸p lùc ®Êt)

≈ M0 + M (N0) (nÕu Q0 nhá vµ mãng ch«n ®ñ s©u, kÕt cÊu kh«ng gian ®ñ cøng).

- Trong tính toán giả thiết bỏ qua tải trọng ngang, sau có thể kiểm tra điều kiện trượt phẳng lật ở bước 9. - Áp lùc tÝnh to¸n ph©n bè d−íi ®¸y mãng kh«ng kÓ träng l−îng b¶n th©n mãng vµ ®Êt phñ:

Pp =0 - γtb . hm (không kể trọng lượng bản thân móng và đất phủ) tức là F

Np 0

0 =

- Áp lùc tiªu chuÈn ph©n bè d−íi ®¸y mãng:

tcPPgl = - γtc . hm ≈ m

tt

'.h.1.15

P γ−÷ 21

- C¸c b−íc tÝnh to¸n:

B−íc 1:Thu thập và xử lý tài liệu (xem lại phần trên) xác định giá trị Sgh([S]), FS.

VÝ dô - Nhà khung và nhà tường chịu lực Sgh = 8 - 10cm, (L

SΔ)gh = 0,2 ÷ 0,4%

B−íc 2: Chọn hệ móng: Đơn dưới cột có giằng Băng dưới tường trên nền...

B−íc 3: Chọn vật liệu móng: BTCT ( ≥ 200# ) Thép ( AI, AII ) gai Lót, lớp bảo vệ a0 ≥ 3cm

Nếu dùng khối xây: gạch chỉ đặc vữa xi măng cát vàng ≥ 75#

B−íc 4: Chọn độ sâu đặt móng hm (xem phần trước) B−íc 5: Chọn kích thước móng (theo kinh nghiệm nào đó). Đáy móng b x l (đơn), b (băng dưới tường). Chiều cao móng, bậc móng h, hb → h0, h0b

(h0 ≈ h - a0)

No

Mo

P min Pmax

A

B



Pgh

ε

δ

B−íc 6: Xác định ứng suất dưới móng

p, pmax (để kiểm tra sức chịu tải, khả năng trượt, lật) p0, p0max (tính toán kiểm tra cường độ vật liệu móng) pgl ( tính độ lún của nền đất )

B−íc 7: Kiểm tra kích thước đáy móng b x l, b và chọn b x l, b hợp lý. Đáy móng phải đủ lớn (thích hợp) để p đủ nhỏ nhằm:

Nền đất đủ khả năng chịu tải chống trượt, lật ( TTGH 1 của nền ) Độ lún, chênh < cho phép ( S ≤ Sgh ))

¤n tËp:

1- Nếu mặt đất phẳng, đồng nhất thì điều kiện nền đủ chịu tải: + p < R

+ pmax ≤ 1,2R

Trong ®ã R = S

gh

Fp

= S

m

F

CchBbA ++ '2 γγ

+ FS hÖ sè an toµn chän tuú cÊp vµ lo¹i c«ng tr×nh VÝ dô nhµ ë th−êng lÊy 2 - 3 ( 2 khi nµo? 3 khi nµo? )

+ A = Nγ . nγ . mγ . iγ

+ B = Nq . nq . mq . iq + C = Nc . nc .mc . ic

Trong ®ã Nγ, Nq,Nc - hÖ sè søc chÞu t¶i cña nÒn, phô thuéc vµo gãc ma s¸t trong cña ®Êt ϕ (tra phô lôc trang 20)

Çc ni ,mi,ii- hÖ sè hiÖu chØnh h×nh d¹ng, ®é nghiªng mÆt ®Êt, ®é lÖch t¶i.

⎪⎭

⎪⎬

⎫

c

q

nnn γ

= 1 ®èi víi mãng b¨ng

⎪⎪⎭

⎪⎪⎬

⎫

+=

=

−=

lb2,01n

1nl

b2,01n

c

q

γ®èi víi mãng ®¬n, bÌ

Çc hÖ sè hiÖu chØnh mÆt dèc cña bÒ mÆt ®Êt hoÆc líp ®Êt ph©n líp

ε = 0 - 50 ⇒ mi ( mγ, mq, mc ) = 1; ε > 50 th× mγ = mq = ( 1- 2)tg

tg

ϕε

; mc = mγ - ϕγ

tgNm

c .1−

+ iγ , iq , ic : lµ çc sè hiÖu chØnh vÒ ®é lÖch cña t¶i träng ®−îc tÝnh theo c«ng thøc:

iγ = (1 - δ)3 ; iq = (1-0,7δ)3 ; ic = iq - 1N

i1

q

q

−

− (Tr−êng hîp δ = 0 th× çc çc hÖ sè iγ ; iq ; ic

b»ng1) - Nếu nền phân lớp dạng như sau thì cần kiểm tra kh năng chịu tải của lớp đất (2):

+ p2 = )'( hmp

ZbZ

γσσ −+ 22 hoặc ).(−

mq

hhγFN

p −+= 112

+ pmax ≤ 1,2.R2 - Trường hợp mặt đất dốc, nền phân lớp phức tạp thì dùng các phương pháp giả thiết mặt trượt (ví dụ mặt trượt trụ tròn) để kiểm tra khả năng trượt.



2- §iÒu kiÖn: S ≤ Sgh (Sgh cã ë b−íc 1 ):

Si - tÝnh to¸n dù b¸o ⇒ i

ii L

SS

Δ→Δ

+ NÕu nÒn ®Êt ph¼ng, ®ång nhÊt

Si = Pgl. b. ω. 0

201

Eμ−

+ Tæng qu¸t ⇒ ph−¬ng ph¸p céng lón tõng líp

(§iÒu kiÖn kinh tÕ thÓ hiÖn ë ≈p R. (pmax ≤ 1,2R

hay p2≅ R2)

NÕu b x l (b) ch−a phï hîp th× trë l¹i b−íc 3 hay 5.

B−íc 8: Kiểm tra chiều cao móng và tính cốt thép trong móng. Nội dung: + TTGH1: Tính toán cường độ vật liệu móng + TTGH 2: Biến dạng và nứt (thường không tính mà đảm bảo bằng cấu tạo) Như vậy ở bước này cần tính cường độ móng.

a. Tr¹ng th¸i lµm viÖc cña mãng b¨ng d−íi t−êng:

+ Phía trên chịu tải trên diện hẹp bt, độ cứng theo phương dọc tường là “vô cùng” lớn. + Phía dưới tải (p0) phân bố tải trọng trên diện lớn b → độ cứng trên phương ngang móng là hữu hạn → Móng làm việc giống như kết cấu conson ngàm tại mép tường (kết cấu chịu uốn) → 2 khả năng phá hoại cường độ

a.1.Phá hoại theo mặt xiên: (tường đâm thủng móng). Giả thiết mặt đâm thủng nghiêng 450 tạo thành hình tháp đâm thủng (hình bên), hoặc nứt về phía lệch tâm do ứng suất kéo chính gây ra điều kiện Q ≤ Qb (Đối với cấu kiện chịu uốn không có cốt xiên, đai và bỏ qua nh hưởng của cốt dọc) Coi rằng chỉ về một phía lệch Q = Pđt ≤ 0,75.Rk. h0 ( hay Pđt ≤ k.Rk. h0 )

trong đó Pđt = p đt. bđt

h0 ≥ p đt. bđt / (0,75. Rk)

Rk - cường độ chịu kéo của bê tông

a.2. Ph¸ ho¹i theo tiÕt diÖn th¼ng ®øng: Tại mép tường thường chỉ đặt cốt đơn không đặt cốt xiên và kép. Điều kiện:

- Kh«ng ph¸ ho¹i dßn ( trang 37 KC BTCT1 )

No

Mo

450

P > 00

min

P0

max

P0tP0

®t

450

b®tσkc kR

P0

max

P0®t

P0t

h1

hm

p2

b x l

1

2yÕu h¬n bq−xq−

30o

30o



0 ngp

0 maxp

b

bth0 ≥

n

ng

R

M

40,(th−êng kh«ng cÇn tÝnh ®iÒu kiÖn nµy)

- DiÖn tÝch cèt thÐp yªu cÇu víi h0 theo ph−¬ng bÒ réng

Fa ≥ →09,0 hR

M

a

ng chän nφ?

Trong ®ã Mng = 22

2max ngoong b

xPP +

sao cho b−íc cèt thÐp a ≈100 ÷ 200 hoÆc kiÓm tra hµm

l−îng μ = 0

a

h

thùcF= 0,15 ÷ 0,4%

Ghi chó: Kh¶ n¨ng c¾t theo chu vi t−êng rÊt Ýt xÈy ra

b. Tr¹ng th¸i lµm viÖc vµ c¸c ®iÒu kiÖn kiÓm tra ®èi víi mãng ®¬n d−ãi cét.

- Phía trên móng tải phân bố hẹp dưới diện Fc = bc. lc. Phía dưới phản lực đất p tác dụng trên diện rộng hơn nhiều b x l.Cấu kiện bản chịu uốn → hai khả năng phá hoại cường độ móng:

+ Phá hoại tiết diện nghiêng: hình tháp hoặc phá hoại mặt nghiêng 450 về phía lệch + Phá hoại tiết diện đứng: coi gần đúng là tiết diện qua mép cột.

b.1. KiÓm tra c−êng ®é trªn tiÕt diÖn nghiªng:

Cột đâm thủng móng tạo thành dạng tháp 4 mặt hay coi gần đúng 1 mặt xiên 450. Trong mọi trường hợp tính an toàn là trường hợp một mặt xiên 450 về phía lệch tâm với công thức: P®t ≤ 0,75. Rk.h0.btb, trong ®ã:

P®t =

P0®t + P0max .l®t.b (hợp lực phản lực đất trong phạm vi gạch chéo trên hình dưới đây)

2

btb - Cạnh trung bình của tháp đâm thủng.

No

Mo

hm

clcb

b

P0

max

P0t P0®t

tbb

No

Mo lín

hm

P0

max

P0t P0®t

45

P0

min0

(M lín)0

h0h0

bng

L®t



No

Mo

hm

clcb

b

0ng

lngl

bng

h0

0max

pp

btb = bc + h0 ( nÕu bc + 2h0 ≤ b ) hoÆc = 2

bbc + ( nÕu bc + 2h0 > b )

b.2. TÝnh to¸n c−êng ®é trªn tiÕt diÖn ®øng: Gi¶ thiÕt s¬ ®å ph¼ng: B¶n mãng lµ b¶n conson ngµm t¹i mÐp cét (®éc lËp theo hai ph−¬ng).

- §iÒu kiÖn ph¸ ho¹i dßn cña bª t«ng vïng chÞu nÐn:

h0 ≥trb.nR4,0

ngM

(Ýt xÈy ra → th−êng kh«ng cÇn tÝnh ®iÒu kiÖn nµy)

- TÝnh to¸n cèt thÐp vïng chÞu kÐo:

+ Theo ph−¬ng l chiÒu dµi conson lµ lng

→ 22

max01 .2

.2

.2 ng

ngongnng lbpb

lPPM =

+=

→ 090 haR

lngMl

aF,

≥

+ Theo ph−¬ng b, t−¬ng tù :

0a

2ng

0a

bngb

a hR9,02/b.l.p

hR9,0M

F ==

Chän thÐp, bè trÝ vµ kiÓm tra hµm l−îng trong kho¶ng hîp lý.

μ= 0hb

aF

.

thùc = 0,15 ÷ 0,4%

(hay theo kinh nghiÖm a = 70 ÷200)

B−íc 9: Các tính toán khác như kiểm tra khả năng trượt ngang, ổn định tổng thể, tính toán cố kết của nền… tùy từng trường hợp mới phải kiểm tra các điều kiện này.

B−íc 10: CÊu t¹o mãng

- Bè trÝ cèt thÐp, bËc mãng (nÕu cã).

- Cèt chê.

- Gi»ng (nÕu cã).

- Khe lón (nÕu cã).

B−íc 11: B¶n vÏ, bao gåm:

- MÆt b»ng mãng n«ng.

- C¸c chi tiÕt mãng n«ng.

- Thèng kª vËt liÖu.

- C¸c ghi chó cÇn thiÕt.



hb

l

0Q 0M

N0

I.3.Çc lo¹i mãng tÝnh theo nguyªn lý mãng cøng.

I.3.1- Mãng khe lón:

- T¶i träng tÝnh to¸n t¹i ®¸y mãng:

M = M0 + M(N0)

M(N0) = N0. e0

- Cã hai tr−êng hîp xÈy ra:

+ P0min > 0 tÝnh to¸n nh− phÇn trªn ®· giíi thiÖu.

+ P0min < 0 → kh«ng thÓ cã v× ®Êt kh«ng chÞu

kÐo→ gi¶ thiÕt P0 ph©n bè l¹i d¹ng c), Pmax vµ P0max

x¸c ®Þnh tõ hÖ ph−¬ng tr×nh c©n b»ng h×nh chiÕu vµ c©n b»ng m« men:

⎪⎪⎭

⎪⎪⎬

⎫

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

⎧

=⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −−−

=−

Mxbb

xbP

NxbP

)()..(

).(

max

max

31

22121

Gi¶i hÖ ph−¬ng tr×nh trªn ®−îc Pmax vµ x. KiÓm tra: x ≤ b/4 vµ pmax ≤ 1,2R. (§«i khi kÕt qu¶ rÊt v« lý,

cµng t¨ng b th× ®é lÖch t©m cµng t¨ng → ph¶i tÝnh theo çc ph−¬ng ph¸p kÓ ®Õn sù lµm viÖc ®ång thêi cña kÕt cÊu bªn trªn).

- TÝnh to¸n t−¬ng tù cho mãng b¨ng d−íi t−êng t¹i vÞ trÝ khe lón.

I.3.2-Mãng chÞu lùc ®Èy ngang lín (Q0 lín).

- Ngoài các nội dung tính toán như trên, phải kiểm tra trượt ngang, và lật: + Tr−ît ngang: KiÓm tra theo mÆt tr−ît gi¶ thiÕt

Ko®= ∑ Tgi÷ x n1 ( n1 <1 )

> [ K ] ∑ T ph¸ ho¹i x n2 (n2>1 )

HÖ sèƒ gi÷a mãng ®¸ x©y hoÆc mãng bª t«ng víi ®Êt

Tªn ®Êt ƒ §Êt sÐt cøng 0.30 §Êt sÐt dÎo 0.20 §Êt çt Ýt Èm 0.55 §Êt çt Èm 0.45 §Êt ¸ sÐt cøng 0.45 §Êt ¸ sÐt dÎo 0.25 §Êt ¸ çt cøng 0.50 §Êt ¸ çt dÎo 0.35 §¸ 0.75

+ Tr−ît ngang: KiÓm tra theo mÆt tr−ît gi¶ thiÕt

NoMo

MN

P > 0a)

P

P < 0b)

P

P = 0minc)

P = +max

NF

MW

max

max

min

min

Pmax

e

b

x

o



Ko®= ∑ Tgi÷ x n1 ( n1 <1 )

> [ K ] ∑ T ph¸ ho¹i x n2 (n2>1 )

Víi:

[K] - hÖ sè æn ®Þnh cho phÐp

f - HÖ sè ma s¸t ®Êt vµ mãng ( xem b¶ng)

(Chó ý: khi tÝnh p, p0, pgl vÉn gi¶ thiÕt bá qua Q0)

+ KiÓm tra lËt:

Ko®=∑ Mgi÷

§èi víi t©m lËt gi¶ thiÕt > [K] ∑ MlËt

I.3.3-Mãng t−êng ch¾n, t−êng hÇm: a. T−êng ch¾n träng lùc: ph¶i kÓ ®Õn ¸p lùc ®Êt lªn phÇn t−êng (ph−¬ng ph¸p gÇn ®óng)

- S¬ ®å tÝnh: Coi t−êng lµm viÖc nh− conson ®øng. Néi lùc N, Q, M ®−îc tÝnh tõ gi¶ thiÕt bµi to¸n ph¼ng.

- Phần thân tường được tính toán theo nguyên lý cấu kiện nén lệch tâm. - Phần móng tính toán theo nguyên lý móng cứng dưới tường đã nói trên với chú ý kiểm tra trượt ngang và lật (xem phần trên). - Trong đó tải trọng tác dụng gồm: + Trọng lượng bản thân tường. + áp lực đất chủ động theo phưng ngang. + Trọng lượng của khối đất Gđ theo phương thẳng đứng.

b. T−êng tÇng hÇm chÞu lùc: việc kể đến ảnh hưởng của sự làm việc không gian là rất khó → giả thiết tính tường độc lập hay khung kín trong bài toán phẳng như hình vẽ sau.

H1

H2

H1

H2

NoMo

NoMo

TÇng hÇm

P®Sμn tÇng hÇm

Sμn tÇng trÖt Sμn tÇng trÖt

Sμn tÇng hÇm

TÇng hÇm

B¨ng d−íi t−êng hay d−íi cét Mãng bÌ

H'/

3

2H'/

3H

'

- Trong giai ®o¹n thi c«ng: tuú vµo ph−¬ng ph¸p thi c«ng, biÖn ph¸p chèng ®ì, b¶o vÖ t−êng mµ cã s¬ ®å tÝnh phï hîp víi ¸p lùc ®Êt lµ tÜnh hay chñ ®éng. (xem phÇn t−êng trong ®Êt).

G®

G

P®

P



No

G® G®ϕ

NÕu hÇm t−¬ng ®èi cøng → Thay hm → hmt® = 21 31

32 hh + khi tÝnh søc chÞu t¶i cña nÒn R

vµ p® lµ ¸p lùc tÜnh. Lóc ®ã s¬ ®å tÝnh lµ t−êng conson hay t−êng gèi ë çc vÞ trÝ chèng ®ì vµ ngµm t¹i mãng

- Trong giai ®o¹n sö dông: s¬ ®å tÝnh t−êng lµ t−êng gèi hoÆc ngµm t¹i sµn trÖt vµ ngµm t¹i mãng chÞu ¸p lùc ®Êt vµ t¶i träng sö dông. Tr−êng hîp t−êng hÇm lµ t−êng chÌn khung chÞu lùc th× tÝnh to¸n t−êng chÞu ¸p lùc ®Êt theo s¬ ®å gÇn ®óng lµ dÇm liªn tôc cã bÒ réng 1m t¹i 3 vÞ trÝ (H’/3, 2H’/3, H’ - xem h×nh vÏ trªn) vµ gèi t¹i vÞ trÝ çc cét. Sau ®ã bè trÝ thÐp theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n cho 3 ®o¹n t−êng H’/3.

Tr−êng hîp cã nhiÒu tÇng hÇm th× ph−¬ng ®øng cña t−êng ®−îc tÝnh to¸n theo s¬ ®å gèi lªn çc sµn trung gian cña tÇng hÇm.

NhiÒu tr−êng hîp ph−¬ng ¸n tÇng hÇm kÕt hîp mãng bÌ cã hiÖu qu¶ kinh tÕ lín, ngay c¶ khi t¶i träng c«ng tr×nh lín.

I.3.4. Mãng chÞu kÐo TÝnh to¸n gÇn ®óng coi r»ng mÆt tr−ît ( do kÐo lªn) nghiªng ®èi víi ph−¬ng th¼ng ®øng gãc α = ϕ 0÷ . VÝ dô víi α = 0

+ Lùc gi÷: G® , G , C

τms = ξ.γ.z.tgϕ

Tms = 2(1+b).hm.τms(z = hm/2)

+ Lùc kÐo: N0

→ hÖ sè an toµn chÞu kÐo

k = ∑∑

lùckÐo

gi− lùc>[K]

I.3.5. Mãng d−íi nhiÒu cét - Víi gi¶ thiÕt mãng cøng, t¶i träng tÝnh to¸n t¹i ®¸y mãng:

N = N01 + N02 + träng l−îng mãng + ®Êt phñ lÊp

M = N01.e1+ N02.e2 + M01 + M02

→ ¸p lùc d−íi ®¸y mãng:

F

N

FNp

n

i∑≈= 1

0

+ γtb.hm

pmax,min = WMp ±

Các bước tính toán sau đó giống móng dưới cột, tường. Khi kiểm tra chiều cao và cốt thép trong móng thì căn cứ vào cấu tạo vị trí các cột mà có sơ đồ tính toán phù hợp.

No1Mo1

NM

NM

1 2

b

L

e1 e2

hm

No2Mo2



Ví dụ ở hình trên có 2 cột 1 và 2 - Theo phương bề rộng b: Sơ đồ tính vẫn là bản conson ngàm tại mép cột (sẽ lấy giá trị Mng lớn để tính Fa ) - Theo phương dài l: dầm đơn giản có mút thừa, gối lên 2 cột. → Mgối, Mnhịp → Fa (có thể bố trí 1 hoặc 2 lớp lưới thép)

hmNÕu MnhÞp , L' nhá

hm

NÕu MnhÞp , L' lín

M gèi

M nhÞp

b.Pmaxb.Pmin

A

A

L'

A-A

A-A



LuyÖn tËp-ch−¬ng 1

Mãng n«ng cøng A. PhÇn lý thuyÕt.

1_ Phân biệt móng nông cứng và mềm (yêu cầu vẽ hình minh hoạ). Từ đó cho biết nội dung tính toán khác nhau ở bước nào? 2_ Các yêu cầu cấu tạo cơ bản đối với móng nông loại cứng dưới tường, cột (yêu cầu vẽ hình). Giải thích tại sao có các yêu cầu đó. 3_ Trình bày các tài liệu cần thiết trong thiết kế nền và móng. 4_ a/ Trình bày nội dung kiểm tra kích thước đáy móng băng dưới tường, trong trường hợp tải trọng ngang nhỏ. b/ tương tự như trên với móng đơn dưới cột. 5_ Trình bày nội dung kiểm tra kích thước đáy móng nông cứng trong trường hợp tải trọng ngang lớn. 6_Như trên trong trường hợp lệch tâm đáng kể. 7_ a/ Trình bày nội dung tính toán kiểm tra chiều cao, cốt thép trong móng nông dưới tường. b/ Như trên đối với móng đơn dưới cột 8_ Trình bày nội dung tính toán ổn định của tường chắn đất (trong giai đoạn sử dụng). B. PhÇn bµi tËp:

1) Chän ®é s©u ch«n mãng hm vµ x¸c ®Þnh kÝch th−íc ®¸y mãng hîp lý cña mãng b¨ng d−íi t−êng (dµi 20m), chÞu lùc N0 = 30 T/m, M0 = 2,5 Tm/m, Q0 = 0,5T/m. Cho biÕt:

§é lón cho phÐp Sgh = 10cm

NÒn ®Êt gåm 2 líp:

-Líp trªn lµ lo¹i sÐt pha cã ®é sÖt B=1,18, γ=1,75 T/m3, dµy 1,6m

-Líp d−íi lµ c¸t nhá cã c−êng ®é kh¸ng xuyªn trung b×nh lµ qc = 560T/m2 vµ

hÖ sè në ngang μ0 = 0,3.

(Tù chän sè an toµn).

2) Chän chiÒu s©u ch«n mãng vµ x¸c ®Þnh kÝch th−íc ®¸y mãng b¨ng hîp lý theo ®iÒu kiÖn søc chÞu t¶i cña líp ®Êt 2 víi hÖ sè an toµn lµ 2. Cho biÕt: T¶i träng d−íi t−êng N0=30 T/m, M=2,5Tm/m, Q=0,5 T/m.

NÒn gåm 2 líp:

Líp trªn: dµy 3,4m ®Êt lo¹i dÝnh Wnh=48%, Wd=22%, W=26%, γ =1,82T/m3, ϕ=20o, C=2,8 T/m2.

Líp d−íi: Wnh=32%, Wd=26%, W=30%, ϕ=14o, C=2,8 T/m2, γ =1,76T/m3

3) KiÓm tra kÝch th−íc chiÒu cao vµ cèt thÐp trong mãng b¨ng d−íi t−êng chÞu lùc bª t«ng cèt thÐp. BiÕt: -T−êng dµy 20cm, chÞu t¶i N0=30 T, M0=2,5 Tm, Q0=0,5 T. -Mãng:

+ M¸c bªt«ng 250



+ b x h = 2 x 0,4m, chiÒu dµi L = 20m. + Cèt thÐp (Fa) gåm 10∅12/m, Ra = 27000T/m2. + Líp b¶o vÖ cèt thÐp d¸y mãng 5cm.

4) - X¸c ®Þnh chiÒu cao vµ cèt thÐp hîp lý cho mãng ®¬n d−íi cét (20x20cm), chÞu t¶i N0

= 60 T/m, M0 = 8 Tm/m, Q0 = 3 T/m. BiÕt: + Mãng ch«n s©u 1,5m. + M¸c bªt«n 250. + Líp lãt b»ng bªt«n nghÌo 100# dµy 100mm. + Líp b¶o vÖ cèt ®¸y: 5,0cm. + KÝch th−íc ®¸y mãng 1,5 x2,0m.

- H·y vÏ chi tiÕt cÊu t¹o mãng.



I.4- Mãng mÒm I.4.1.Khái niệm, phân loại: - C¸c mãng cã ®é cøng h÷u h¹n→ d−íi t¸c dông cña t¶i träng → biÕn d¹ng mãng ®¸ng kÓ→ øng suÊt d−íi ®¸y mãng kh¸c tuyÕn tÝnh.

Khi ®é cøng cña mãng ®èi víi ®Êt

t = ( )

1h.E2

l.E

3b

30

> hay t = 1h.E

B.L.E3

b

20 >

th× coi lµ mãng dÇm, b¶n mÒm

Trong ®ã:

Eb - m« ®un ®µn håi cña bª t«ng

E0 - m« ®un biÕn d¹ng cña ®Êt

- Cã thÓ gÆp: + Mãng b¨ng d−íi hµng cét ( b¨ng däc hay giao nhau )

+ Mãng b¶n d−íi hµng cét, ®¸y bÓ, ©u tÇu, thuyÒn ...

lµ c¸c lo¹i mãng mÒm.

- Ph©n lo¹i: + Mãng d¹ng dÇm ®¬n )7( ≥bl : i) DÇm dµi, ng¾n

ii) DÇm cøng, mÒm

+ Mãng dÇm giao nhau gåm b¨ng däc + ngang

+ Mãng d¹ng b¶n )7( <bl : i) Ph¼ng

ii) Cã s−ên trªn hoÆc d−íi b¶n

- Hướng tính toán: Gi¶ thiÕt: ®é vâng cña mãng ≡ ®é lón cña nÒn S vµ bá qua Q0

VÝ dô: T¹i M: zx = Sx

Ph−¬ng tr×nh ®é vâng trôc mãng ( dÇm, b¶n ) Z = f1 (p0)

M« h×nh nÒn S = f2(p0) (Quan hÖ øng suÊt – biÕn d¹ng cña nÒn)

- Cã nhiÒu m« h×nh nÒn, chó ý nhÊt tíi m« h×nh nÒn tuyÕn tÝnh, víi hai m« h×nh nÒn th«ng dông: Mô hình nền Winkler, mô hình bán không gian biến dạng tuyến tính.

1.4.2. M« h×nh nÒn Winkler

Nền đất được thay thế bằng một hệ lò so (liên kết đàn hồi), độ cứng K của các lò so được tính thông qua hệ số nền C: K = C.Fx Fx-diện chịu tải của lò so chuyển vị, phản lực cuả nền tại vị trí đang xét chính là biến dạng, phản lực của lò so tại vị trí đó.

Poz ML

h

b

Noi

Moi qoi

P

P = k x S

z

K - t¨ng tuyÕn tÝnh theo z

S



TÝnh to¸n mãng lo¹i dÇm, b¶n trªn nÒn Winkler. HÖ ph−¬ng tr×nh vi ph©n c¬ b¶n ®èi víi mãng lo¹i dÇm:

bpq4dx

)z.EJ(4d −=

px = C.z = C.x

p- ¸p lùc d−íi ®¸y mãng (T/m2)

- Giải bài toán móng trên nền Winkler theo hai hướng sau:

a. Ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch: NÕu EJ = const ⇒ 4d

z4d

β+ 4z(β) =

kbq4

víi β = 44

.EJCb

. x

z

x

Q01

dx

0

x

M M M

Q Q

N N N

0i 0i

01 0i 0i

01 0i 0i

Giải phương trình vi phân cơ bản trên → p và M, Q (nội lực trong dầm). Trong các giáo trình Nền móng có các bảng tra kết quả tính cho các trường hợp cơ bản: Lực tập trung, mô men tập trung ở điểm giữa dầm dài, bản vuông hoặc tròn. Có thể giải các bài toán móng dầm, bản chịu nhiều lực tập trung bằng cách áp dụng các bài toán cơ bản với nguyên lý cộng áp dụng. b- Phương pháp phần tử hữu hạn: Bằng việc chia nhỏ kết cấu móng thành các phần tử nhỏ và hệ móng và nền được mô hình hoá như sau: + Kết cấu móng: dầm được thay thế thành các phần tử Frame, bản là các phần tử Shell. + Nền: được thay thế bằng các gối đàn hồi là các lò so có độ cứng K = C.ax.bx (ax.bx – là diện tích chịu tải của nút đang xét) b . Băng giao nhau. c. Móng dạng bản. Như vậy có thể dễ dàng kể đến sự thay đổi của EJ và K (trong mỗi phân tử coi EJ, K là hằng số)



Thường sử dụng các chương trình tính toán SAP2000, STAD III…để tính toán nội lực, kết quả thu được là M, Q và phản lực tại các gối đàn hồi Rz, … I.4.3- M« h×nh b¸n kh«ng gian biÕn d¹ng tuyÕn tÝnh (xem l¹i CH§)

Từ bài toán Butxinet ta tìm được mối quan hệ giữa tải trọng và biến dạng nền: p = f2(S). Hệ phương trình vi phân cơ bản đối với móng loại dầm

bpqdx

)z.EJ(d4

4−=

S = ∫ −− l

0 00

20 dx.

)xx(

pb

E

1

πμ

Thường là giải theo phương pháp gần đúng, có thể tìm thấy các lời giải điển hình + Phương pháp M.I.Gorbunôv-Pasadov + Phương pháp I.A.Ximvulidi + Phương pháp Giêmoskin Trong các giáo trình nền móng. Nguyên lý các phương pháp này là chuyển sơ đồ bài toán dầm đặt trên nền đàn hồi, dầm trên các gối hữu hạn (dầm liên tục) và dùng phương pháp chuuyển vị trong cơ học kết cấu để giải xác định phản lực gối. Nguyên lý giải bài toán bản tương tự như trên nhưng phương trình độ võng mặt bản (ω):

[ ]y)p(x,y)q(x,D

1

yyxx 4

4

22

4

4

4

−=∂∂+

∂∂∂+

∂∂ ωω2ω

Trong ®ã : D = )12(1

.hE 3b

μ−, E vµ μ lµ m«dul vµ hÖ sè në ngang cña vËt liÖu dÇm.

- Giải hệ phương trình chính tắc đối với móng dầm, bản tính được p - Kiểm tra các trạng thái giới hạn của nền tương tự phần móng cứng - Tính ra nội lực trong móng M,Q tính cốt thép yêu cầu bố trí. Cũng có thể tính toán gần đúng móng dạng dầm và bản như sau: a. Móng dạng dầm: + Phương ngang coi là cứng tính như trường hợp băng cứng dưới tường (bản conson ngàm tại mép sườn dưới hàng cột, hay mép cột ) + Phương dọc: tính nội lực của móng và cấu tạo theo s đồ dầm liên tục. Cốt thép có hàm lượng μ trong khoảng hợp lý là 0,4 % - 0,8 % - Phương pháp gần đúng áp dụng trong thiết kế sơ bộ khi độ cứng công trình bên trên

lớn: + Coi móng dầm là cứng: mFoiN

po

∑=

+ Mãng ≡ dÇm liªn tôc gèi trªn c¸c cét vµ chÞu t¶i p0 → (M, Q ) néi lùc trong

dÇm→ cèt thÐp



Noi2No1

Mgèi=ql /11 Mbiªn =ql /16

MnhÞp =ql /11

2 2

2

M

b- Móng bản (bè):

+ Bản phẳng: tính toán như bản sàn nấm (dưới cột) + Bản có sườn: tính toán như bản kê, ngàm dưới hàng cột, tường + Gần đúng (khi kết cấu bên trên có độ cứng lớn) tương tự như phần móng dầm:

+ Coi bản móng là cứng vô cùngm

oi

FN

P ∑=⇒ 0

+ Sau đó bản móng được tính toán và cấu tạo theo sơ đồ bản kê, ngàm với các sườn chịu tải đều là P0 → Nội lực trong bản → cốt thép cho 2 phương của bản.



LuyÖn tËp ch−¬ng I Mãng mÒm

PhÇn lý thuyÕt

1. Cho biết các yêu cầu cấu tạo cơ bản đối với móng băng bêtông cốt thép dưới hàng cột.

Hãy giải thích tại sao lại có các yêu cầu đó ?. 2. Trình bày 2 mô hình tuyến tính Hãy cho biết ứng dụng mô hình nền trong tính toán móng mềm. 3. Trình bày đường lối tính toán móng mềm.

PhÇn bµi tËp

1) H·y x¸c ®Þnh gÇn ®óng cèt thÐp trong mãng lo¹i b¨ng ®¬n d−íi hµng cét. BiÕt:

- 8 cét 20x20 cm, b−íc cét 4m vµ t¶i träng d−íi cét No = 40T, bá qua Mo, vµ Qo.

- Mãng:+Bªt«ng m¸c 250, thÐp x©y dùng Ra= 28000 T/m2

+ Líp lãt bªt«ng 100# , dµy 10cm. BÒ dµy líp b¶o vÖ cèt thÐp ®¸y mãng lµ 5cm.

+ KÝch th−íc ®¸y mãng : lxb =28,5mx1 m; ChiÒu cao b¶n ®¸y mãng lµ 0,25m.

+ BÒ réng vµ chiÒu cao s−ên 0,3mx0,5m

2) Hãy kiểm tra điều kiện đâm thủng của móng băng trong bài tập 1(với giả thiết bỏ qua sự làm việc của cốt dọc, đai) và vẽ hình cấu tạo móng.

nen mong __ts . nguyễn Đình tiến

Documents