Bài giảng Nền móng: Chương 4 - Nguyễn Thanh Sơn

4.7. DÖÏ BAÙO SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA COÏC 4.7.1. Moät soá vaán ñeà chung: a. Söï laøm vieäc cuûa coïc ñôn vaø nhoùm coïc Söï laøm vieäc cuûa moät coïc ñôn vaø cuûa moät coïc trong moùng coïc khaùc nhau raát nhieàu. Tuy nhieân, khi tính toaùn ta vaãn coi SCT cuûa coïc trong nhoùm coïc nhö SCT cuûa coïc ñôn. Khi cuøng trò soá taûi troïng taùc duïng leân coïc ñôn vaø leân moãi coïc trong nhoùm thaáy raèng neáu caùc coïc caøng gaàn nhau thì sz taïi ñieåm treân truïc coïc do caû nhoùm gaây ra >> öùng suaát do moãi coïc gaây ra ® Snhoùm coïc >> Scoïc ñôn. Neáu khoaûng caùch ñaït tôùi moät trò soá naøo ñoù thì coù theå coi söï laøm vieäc cuûa coïc ñôn nhö söï laøm vieäc cuûa coïc trong nhoùm coïc. Phaân boá öùng suaát do coïc Coïc ñôn vaø nhoùm coïc ñôn vaø nhoùm coïc b. SCT giôùi haïn cuûa coïc theo vaät lieäu vaø theo neàn ñaát Neáu taûi troïng taùc duïng leân coïc ñuû lôùn coù theå xaûy ra moät trong tröôøng hôïp: Coïc bò phaù hoaïi do öùng suaát trong coïc vöôït quaù khaû naêng laøm vieäc cuûa vaät lieäu coïc: taûi troïng phaù hoaïi töông öùng laø SCT giôùi haïn cuûa coïc theo vaät lieäu Pgh(vl); Taûi troïng tieáp xuùc ñaát - coïc vöôït quaù SCT giôùi haïn cuûa ñaát neàn taïi vò trí gaây ra chuyeån vò coïc vöôït quaù giôùi haïn cho pheùp: taûi troïng phaù hoaïi töông öùng laø SCT giôùi haïn cuûa coïc theo ñaát neàn Pgh(ñn). SCT giôùi haïn cuûa coïc Pgh(coïc) = min{Pgh(vl), Pgh(ñn)}. Tuy nhieân, khi thieát keá neân Pgh(vl) ³ Pgh(ñn) ® Pgh(coïc) º Pgh(ñn) Söùc chòu taûi theo vaät lieäu, Pvl Coïc bò phaù hoaïi do öùng suaát trong coïc vöôït quaù khaû naêng laøm vieäc cuûa vaät lieäu & söùc chòu taûi cöïc haïn, Pgh (vl) seõ ñöôïc tính toaùn döïa treân cöôøng ñoä cöïc haïn cuûa vaät lieäu. • Vôùi coïc theùp: cöôøng ñoä cöïc haïn cuûa theùp thöôøng laø giôùi haïn chaûy. • Vôùi coïc beâ toâng: cöôøng ñoä cöïc haïn thöôøng laáy laø cöôøng ñoä thí nghieäm ôû ngaøy thöù 28. Söùc chòu taûi theo ñaát neàn, Pñn Söùc chòu taûi theo ñaát neàn, P(gh) ñn goàm: • Söùc khaùng beân, Ps: laø phaûn löïc giöõa ñaát xung quanh coïc vôùi phaàn xung quanh cuûa coïc. • Söùc khaùng muõi, Pp: laø phaûn löïc giöõa ñaát ôû muõi coïc taùc duïng leân ñaàu coïc. Pgh = Ps + Pp L P = u fsdz 0 P = Apqp Pult Ps Pp Söùc chòu taûi, Pñn Trong ñoù: • u: chu vi tieát dieän coïc. • Ap: dieän tích tieát dieän ngang coïc. • L: chieàu daøi coïc. • fs: ma saùt beân ñôn vò cöïc haïn cuûa coïc. • qp: söùc khaùng muõi ñôn vò cöïc haïn cuûa coïc. Söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc, Löu yù: Vôùi coïc nhoài: Ta coù theå thieát keá, Pgh (vl) ≅ Pgh (ñn) Vôùi coïc ñoùng hoaëc coïc eùp: ñeå traùnh bò phaù hoaïi coïc (nhaát laø ñaàu hoaëc muõi coïc) trong quaù trình thi coâng, thì caàn thieát keá nhö sau: Pgh = Pgh (ñn) Thoâng thöôøng thieát keá sao cho Pgh (vl) = (2 - 3) Pgh (ñn) Pgh = min [Pgh (vl) , Pgh (ñn)] 4.7.2 SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA COÏC THEO VAÄT LIEÄU Heä soá uoán doïc, f a. Coïc BTCT ñuùc saün tieát dieän ñaëc (chòu neùn) Coïc ñöôïc tính nhö moät thanh chòu neùn coù xeùt ñeán uoán doïc l= lo/r <14 l= lo/b < 4 f 1 21 28 35 6 8 10 0.98 0.96 0.93 42 48 12 14 0.90 0.87 55 62 69 76 16 18 20 22 0.84 0.81 0.78 0.74 83 90 24 26 0.70 0.65 97 104 28 30 0.60 0.55 Pgh (vl) = f. ( mb.Rn.Ap + Ra.Aa) Trong ñoù: Trong ñoù: • l: ñoä maûnh cuûa coïc. mb : heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa beâ toâng f : heä soá uoán doïc Rn : cöôøng ñoä chòu neùn tính toaùn cuûa beâtoâng Ra : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa coát theùp Aa : dieän tích coát theùp coïc. Ap : dieän tích maët caét ngang cuûa coïc a. Coïc BTCT ñuùc saün tieát dieän ñaëc (chòu neùn) • r: baùn kính cuûa coïc troøn hoaëc caïnh coïc vuoâng. • b: chieàu roäng cuûa coïc tieát dieän hình chöõ nhaät (coïc barrette). • l0: chieàu daøi tính toaùn cuûa coïc, l0 = nl. • l: chieàu daøi thöïc cuûa ñoaïn coïc. • n: heä soá, phuï thuoäc vaøo lieân keát cuûa hai ñaàu coïc. Löu yù: Coïc coù theå lieân keát vôùi ñaøi döôùi daïng khôùp hoaëc ngaøm. Tröôøng hôïp Lieân keát khôùp: coïc caàn ñöôïc caém vaøo ñaøi vôùi chieàu saâu 5 ¸ 10cm. Khoâng baét buoäc phaûi keùo daøi coát theùp coïc vaøo ñaøi. n = 2 * Ñaàu coïc ngaøm vaøo trong ñaøi vaø muõi coïc naèm trong ñaát meàm n = 0,7 * Ñaàu coïc ngaøm trong ñaøi vaø muõi coïc töïa leân ñaù cöùng hoaëc ñaù n = 0,5 * Ñaàu coïc ngaøm trong ñaøi vaø muõi coïc trong ñaù Tröôøng hôïp Lieân keát ngaøm: chieàu daøi ngaøm coïc hoaëc coát theùp coïc keùo daøi trong ñaøi laáy theo tieâu chuaån thieát keá KCBTCT. Coïc öùng suaát tröôùc: khoâng ñöôïc duøng coát theùp keùo caêng cuûa coïc ñeå ngaøm vaøo ñaøi maø phaûi caáu taïo heä coát theùp rieâng. Heä soá phuï thuoäc lieân keát hai ñaàu coïc, n b.Coïc nhoài BTCT tieát dieän ñaëc (chòu b.Coïc nhoài BTCT tieát dieän ñaëc (chòu neùn) Pvl = Ru.Ap + Ran.Aa Trong ñoù: Aa: dieän tích tieát dieän ngang cuûa coát theùp trong coïc. Ran: cöôøng ñoä tính toaùn cuûa coát theùp. Khi j < 28mm, Ran = Rc/1.5 nhöng khoâng lôùn hôn 220MPa. Ru: cöôøng ñoä tính toaùn cuûa beâ toâng coïc nhoài. Ru = R/4.5 khi ñoå beâ toâng döôùi nöôùc hoaëc döôùi buøn, nhöng khoâng lôùn hôn 6MPa. Ru = R/4 khi ñoå beâ toâng trong hoá khoan khoâ, nhöng khoâng lôùn hôn 7MPa. R: maùc thieát keá cuûa beâ toâng coïc. Ap: dieän tích tieát dieän ngang cuûa coïc. c. Coïc oáng BTCT (chòu neùn) -tieáp- Trong ñoù: l0: chieàu daøi tính toaùn cuûa coïc. d: ñöôøng kính coïc. Rn : cöôøng ñoä chòu neùn cuûa beâ toâng coïc. Rs : cöôøng ñoä chòu neùn cuûa coát theùp doïc coïc. Ap : dieän tích tieát dieän ngang cuûa loõi beâ toâng coïc (phaàn naèm trong coát ñai). Aa : dieän tích tieát dieän ngang cuûa coát theùp doïc trong coïc. Khi j ³ 28mm, Ran = Rc/1.5 nhöng khoâng lôùn hôn 200MPa. Rc: giôùi haïn chaûy cuûa coát theùp. c. Coïc oáng BTCT (chòu neùn) * Khi l0/d £ 12 Pvl = f.(Ap.Rn + Aa.Rs + 2,5.Ast.Rst) Trong ñoù: f : heä soá uoán doïc, phuï thuoäc vaøo ñoä maûnh cuûa coïc. Rst : cöôøng ñoä tính toaùn cuûa coát theùp xoaén. Ast : dieän tích quy ñoåi cuûa coát theùp xoaén. Ast = πDtAt/bt Dt: ñöôøng kính voøng xoaén. At: dieän tích tieát dieän ngang cuûa coát theùp xoaén. bt: khoaûng caùch giöõa caùc voøng xoaén. * Khi l0/d > 12 Khoâng xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa coát theùp xoaén vaø tính toaùn nhö coïc BTCT tieát dieän ñaëc. 4.7.3 XAÙC ÑÒNH SCT CUÛA COÏC THEO ÑAÁT NEÀN P 4.7.3.1 Nguyeân lyù Khi P ñuû lôùn maø: t(z)  tmax(z) º s(z). r(L)  rmax(L) º pgh(L). Khaûo saùt coïc dieän tích Fc vôùi chieàu daøi coïc trong ñaát L vaø chòu taûi troïng taùc z duïng P ôû ñænh coïc P ® Chuyeån vò töông ñoái giöõa ñaát - t(z) coïc Δ(z) ôû ñoä saâu z vaø chuyeån vò taïi muõi coïc Δ(L) º S ôû muõi coïc. thì ñaát huy ñoäng ñöôïc toaøn boä khaû naêng cuûa noù ® P chính laø SCT giôùi haïn cuûa coïc theo ñaát neàn Pgh(ñn): L L gh = tmax (z).uc.dz + r ax (L).dF 0 F Pgh = Pms + Pmũi r(L) uc, Fc Neáu trong phaïm vi li coù: tmaxi(z) º si(z) = const ñaët si(z) º ti P s (Pq )= uc.si.li = uc ti.li i=1 i=1 Do ôû muõi tieát dieän khaù nhoû: rmax i(L) º pgh(L) = const ñaët pgh n Pmuõi = Rn.Ap. Vaäy söùc chòu taûi giôùi haïn cuûa coïc n gh = ms + mui = uc i.li + Rn.Ap i=1 4.7.3.2 Söùc chòu taûi tính toaùn cuûa coïc Söùc chòu taûi tính toaùn cuûa coïc [P] ñöôïc hieåu laø taûi troïng toái ña cho pheùp taùc duïng leân coïc moät caùch an toaøn. [P]= gh hoaëc [P]= ms + Qmui = s fs + Ap qp S1 S2 S1 S2 Fs1, Fs2: tuøy thuoäc vaøo phöông phaùp döï baùo ... - tailieumienphi.vn