Bảng Excel tính toán và kiểm tra móng đơn BTCT theo TCVN 5574-2018

Móng đơn BTCT là một dạng móng nông. Được áp dụng khi tải trọng công trình không lớn, lực trượt ngang nhỏ.

Nền đất dưới móng có thể là:

• Nền tự nhiên: khi có sức chịu tải phù hợp, bằng phẳng và chiều dày đủ lớn.
• Nền gia cường: thay thế (đệm cát), trụ vật liệu rời, giếng cát, nén trước, đệm thấm, hạ mực nước ngầm,…

Bảng Excel tính toán và kiểm tra móng đơn BTCT theo TCVN 5574-2018

1. Thông số kích thước móng đơn BTCT

• L_X, L_Y: kích thước cạnh móng (bố trí theo hệ tọa độ Etabs)
• C_X, C_Y: kích thước cổ cột theo phương móng tương ứng
• H_m: Chiều sâu đáy móng
• H₁: chiều cao cánh móng

2. Kiểm tra sức chịu tải của nền đất

Sức chịu tải của nền đất được xác định theo Mục 4.6.9, TCVN 9362:2012 như sau:

R = m₁.m₂.(A.b.γ_II + B.h.γ’_II + D.c_II)/k_tc

Trong đó:

• m₁, m₂: hệ số điều kiện làm việc của nền đất và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền. Xác định theo mục 4.6.10
• k_tc: hệ số độ tin cậy. Xác định theo mục 4.6.11
• A, B, D: các hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong của nền đất dưới đáy móng. Tra bảng 14.
• b, h: cạnh bé của đáy móng và chiều sâu chôn móng
• γ_II, γ’_II: trọng lượng thể tích của lớp đất phía dưới và trọng lượng thể tích trung bình các lớp đất phía trên đáy móng.
• c_II: lực dính của lớp đất dưới đáy móng.

a. Kiểm tra sức chịu tải của lớp đất dưới đáy móng

Chú ý:
Sử dụng tải trọng tiêu chuẩn

• Áp lực trung bình lớn nhất dưới đáy móng: p_tb = FZ_tc/A + γ’.H_m ≤ R
• Áp lực do mô men theo phương X độc lập: p_MX = p_tb + MX_tc/W_X
• Áp lực do mô men theo phương Y độc lập: p_MY = p_tb + MY_tc/W_Y
• Áp lực lớn nhất do MX, MY độc lập: max(p_MX, p_MY) ≤ 1,2.R
• Áp lực lớn nhất do MX, MY đồng thời: p_max = p_tb + MX_tc/W_X + MY_tc/W_Y ≤ 1,5.R
• Áp lực nhỏ nhất dưới đáy móng: p_min = p_tb – MX_tc/W_X – MY_tc/W_Y ≥ 0

Trong đó:

• FZ_tc, MX_tc, MY_tc: tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột (xuất từ Etabs)
• A: diện tích đáy móng
• W_X, W_Y: mô men kháng uốn tiết diện đáy móng theo phương X, Y

b. Kiểm tra sức chịu tải của các lớp đất tiếp theo

Gọi lớp đất ngay dưới đáy móng (vừa kiểm tra bên trên) là lớp đất 1, thì các lớp đất tiếp theo lần lượt là 2, 3,…

(1) Xác định kích thước khối móng qui ước

+ Khi kiểm tra lớp đất 2:

• H_m,qu1 = H_m + H_z1
• L_X,qu1 = L_X + 2.H_z1.tan300
• L_X,qu1 = L_X + 2.H_z1.tan300

+ Khi kiểm tra lớp đất 3:

• H_m,qu2 = H_m + (H_z1 + H_z2)
• L_X,qu2 = L_X + 2.(H_z1 + H_z2).tan300
• L_Y,qu2 = L_Y + 2.(H_z1 + H_z2).tan300

+ Khi kiểm tra lớp đất 4:

• H_m,qu3 = H_m + (H_z1 + H_z2 + H_z3)
• L_X,qu3 = L_X + 2.(H_z1 + H_z2 + H_z3).tan300
• L_Y,qu3 = L_Y + 2.(H_z1 + H_z2 + H_z3).tan300

(2) Xác định ứng suất dưới đáy lớp đất

Theo mục C.1.2, Phụ lục C, TCVN 9362:2012 ta có các định nghĩa sau:

• p = p_max: áp lực lớn nhất dưới đáy móng
• p_đ = γ_tb.H_m: áp lực thiên nhiên trong đất tại đáy móng do trọng lượng của đất phía trên (đến cao trình địa hình thiên nhiên) gây ra.
• γ_tb = γ’_II: trọng lượng thể tích trung bình các lớp đất phía trên đáy móng
• p_oz = α.(p – p_đ): áp lực thêm trong đất ở độ sâu z kể từ đáy móng
• α: hệ số tính đến sự thay đổi theo độ sâu của áp lực thêm trong đất (tra bảng C.1), phụ thuộc vào độ sâu tương đối m = 2z/b và hình dạng của đáy móng (đối với móng chữ nhật thì phụ thuộc vào tỷ số các cạnh n = l/b.
• l, b: lần lượt là chiều dài và chiều rộng cạnh móng

+ Tính toán chiều sâu z: z_i = ΣH_Zi

• khi kiểm tra lớp đất 2: z₁ = H_z1
• khi kiểm tra lớp đất 3: z₂ = H_z1 + H_z2
• khi kiểm tra lớp đất 4: z₃ = H_z1 + H_z2 + H_z3

+ Xác định phụ tải (áp lực do các lớp bên trên):

q_i = γ_tb.H_m + Σy_zi.H_Zi

• khi kiểm tra lớp đất 2: q₁ = γ_tb.H_m + y_z1.H_Z1
• khi kiểm tra lớp đất 3: q₂ = γ_tb.H_m + y_z1.H_Z1 + y_z2.H_Z2
• khi kiểm tra lớp đất 4: q₃ = γ_tb.H_m + y_z1.H_Z1 + y_z2.H_Z2 + y_z3.H_Z3

+ Điều kiện kiểm tra sức chịu tải của các lớp đất:

p_zi = p_oz,i + q_i ≤ R_i

Chú ý:
Khi xuất hiện mực nước ngầm nằm trong các lớp đất, nên kiểm tra riêng cho phần lớp đất chứa nước vì lúc này dung trọng của lớp đất được tính với giá trị của dung trọng đẩy nổi.

3. Kiểm tra biến dạng nền đất (độ lún)

Theo mục C.1.6, Phụ lục C, TCVN 9362:2012. Độ lún nền móng theo phương pháp cộng lớp xác định theo công thức:

Trong đó:

• S: độ lún cuối cùng (ổn định) của móng
• n: số lớp chia theo độ sâu của tầng chịu nén của nền
• h_i: chiều dày của lớp đất thứ i
• E_i: mô đun biến dạng của lớp đất thứ i
• p_i: áp lực thêm trung bình trong lớp đất thứ i
• β = 0.8: hệ số không thứ nguyên

Xác định pi theo mục C.1.2, Phụ lục C, TCVN 9362:2012. Các giá trị tính toán tương tự như ở mục 2. Chỉ thay đổi một giá trị:

• p = p_tb: áp lực thực tế trung bình dưới đáy móng

4. Kiểm tra độ bền theo vật liệu làm móng đơn BTCT

Chú ý:
Sử dụng tải trọng tính toán

a. Kiểm tra điều kiện chống chọc thủng

Theo TCVN 5574:2018.

8.1.6.2. Tính toán chọc thủng cấu kiện chịu lực tập trung

8.1.6.2.1. Tính toán chọc thủng cho cấu kiện không có cốt thép ngang chịu lực tập trung được tiến hành theo điều kiện:

F ≤ F_b,u = R_bt.A_b = R_bt.u.h_o

Trong đó:

• F: lực tập trung do ngoại lực.
• F_b,u: lực tập trung giới hạn mà bê tông có thể chịu được.
• A_b: diện tích tiết diện ngang tính toán nằm ở khoảng cách 0,5h_o, tính từ biên của diện truyền lực tập trung F, với chiều cao làm việc của tiết diện h_o.
• u: chu vi đường bao của tiết diện ngang tính toán.
• h_o = 0,5.(h_ox + h_oy): chiều cao làm việc qui đổi của tiết diện.
• h_ox, h_oy: chiều cao làm việc của tiết diện đối với cốt thép dọc nằm theo phương các trục X và Y.

b. Tính toán cốt thép móng đơn BTCT

Áp lực tính toán lớn nhất dưới đáy móng: p_tt,max

Áp lực tính toán nhỏ nhất dưới đáy móng: p_tt,min

Trường hợp cạnh dài bố trí theo phương X

+ Trên mặt cắt I-I (theo phương cạnh dài):

• L_I-I = (L_X – C_X)/2
• p_I-I = p_tt,min + ((p_tt,max – p_tt,min).(L_X – L_I-I)/L_X)
• M_I-I = 0,25.(p_I-I + p_tt,max).L²_I-I.L_Y

+ Trên mặt cắt II-II (theo phương cạnh ngắn)

• L_II-II = ( – C_Y)/2
• p_II-II = (p_tt,max + p_tt,min)/2
• M_II-II = 0,5.p_II-II.L²_II-II.L_X

+ Diện tích cốt thép yêu cầu

• A_s,yc = M/(0,9.R_s.h_o)

Khi cạnh dài bố trí theo phương Y, thay đổi lại vị trí của L_X, L_Y trong các công thức trên cho phù hợp.

Tải về Bảng Excel tính toán và kiểm tra móng đơn BTCT theo TCVN 5574-2018

Trên đây là hướng dẫn tính toán và kiểm tra móng đơn BTCT theo TCVN 5574-2018.
Chúc các bạn thành công và có một ngày làm việc thật hiệu quả!