ou - btl tường cừ chắn Đất - nguyễn Đình huy hoàng - thầy dương hồng thẩm
Post on 22-Jun-2015
1.415 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 1 MSSV: 1051022117
Mục Lục PHẦN 1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN ............................................................................3
1.1. Mã đề: B1e9b1B ...........................................................................................3
1.2. Thông số đề bài: ............................................................................................3
1.3. Sơ đồ và thông số tính toán: ..........................................................................4
PHẦN 2. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN TƯỜNG CỪ BẢN ..........................................5
2.1. Kích thước tường chắn: .................................................................................5
2.2. Phân tích và đề xuất hướng giải quyết: ..........................................................5
2.3. Trình tự tính toán: .........................................................................................6
2.4. Các bước tính toán: .......................................................................................6
2.4.1. Xác định hệ số áp lực ngang: ..................................................................6
2.4.2. Tính Gradient thủy lực, lực thấm khối, γ’trước và γ’sau tường: ..............7
2.4.3. Tính và vẽ biểu đồ áp lực ngang: .......................................................... 10
2.4.4. Đồ thị biểu diễn quan hệ tương quan giữa độ sâu D và hệ số an toàn SF
....................................................................................................................... 14
2.5. Tính toán kết cấu neo: ................................................................................. 15
2.5.1. Tính toán lực trong thanh neo: .............................................................. 15
2.5.2. Tính chiều dài thanh neo tới vùng an toàn: ........................................... 19
2.6. Biểu đồ Moment và biểu đồ Lực cắt: ........................................................... 20
2.6.1. Tính toán giá trị momen và lực cắt tại mỗi tiết diện .............................. 20
2.6.2. Tính toán giá trị Moment lớn nhất ........................................................ 27
2.7. Tính toán chuyển vị của tường cừ bản : ....................................................... 28
2.8. Tính toán tiết diện và cốt thép của tường cừ bản: ........................................ 28
2.8.1. Tính cốt thép: ....................................................................................... 29
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 2 MSSV: 1051022117
2.8.2. Diện tích cốt thép: ................................................................................ 29
2.8.3. Kiểm tra hàm lượng cốt thép ................................................................ 29
2.8.4. Điều kiện .............................................................................................. 29
2.9. Đánh giá thiết kế tường cừ bản: ................................................................... 31
2.10. Giao diện chương trình tính toán (Microsoft Excel): ................................. 31
2.11. Giải bằng phần mềm plaxis 8.2 ................................................................. 33
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 3 MSSV: 1051022117
PHẦN 1. SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
1.1. Mã đề: B1e9b1B
1.2. Thông số đề bài:
B :Tường cừ bản
1 :Có tinh toán kết cấu neo
e :Tải trọng bề mặt: q=10 kN/m2
9 :Số liệu địa chất:
+ c1 = 22kPa c2 = 0kPa
+ φ1 = 33o φ2 = 30o
+ γ1 = 17 kN/m3
+ γ1bh = 21 kN/m3 γ2bh = 21 kN/m3
+ Góc ma sát sau tường: δ = 0
+ Độ sâu mực nước ngầm: Z1 = 2m
+ Chiều cao tường chắn: H = 7m
b : Chiều sâu đặt thanh neo: y1 = 1.2m
1 :Vật liệu sử dụng cho tường cừ là Bêtông cốt thép:
+ Bêtông mác 300
+ Cường độ thép: Ra = 2700 kgf/cm2
B :Yêu cầu tính toán bản neo.
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 4 MSSV: 1051022117
1.3. Sơ đồ và thông số tính toán:
Z1
Hf
MNN
Lớp 1:
C1= 22kPa
g1= 17kN/m3
g1bh=21kN/m3
Lớp 2:
C2= 0kPa
g2bh=21kN/m3
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 5 MSSV: 1051022117
PHẦN 2. TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN TƯỜNG CỪ BẢN
2.1. Kích thước tường chắn:
2.2. Phân tích và đề xuất hướng giải quyết:
Do có sự chênh lệch cột nước 2 bên tường chắn, ta phải tính đến ảnh hưởng của
dòng thấm đối với áp lực ngang tác dụng lên tường chắn.
Nếu không có D thì sẽ không tính được Gradient thủy lực và cũng không tính được
lực thấm khối j (tức không thể xét điều kiện có dòng thấm).
5000
MNN
7000
2000
Lớp 1:
C1= 22kPa
g1= 17kN/m3
g1bh=21kN/m3
Lớp 2:
C2= 0kPa
g2bh=21kN/m3
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 6 MSSV: 1051022117
Vì vậy hướng giải quyết bài toán là ta phải giả thiết trước chiều sâu chôn cừ D, giải
theo cách thử dần và lập biều đồ biểu diễn mối quan hệ giữa chiều sâu chôn cừ D và
hệ số an toàn SF (có kể đến ảnh hưởng của dòng thấm).
2.3. Trình tự tính toán:
Lựa chọn các kích thước sơ bộ và khả thi của sơ đồ tính
Xác lập sơ đồ tính nêu nhận định loại công trình
Vẽ biểu đồ áp lực ngang của đất
Xác định chiều sâu cắm cừ bản f, thiết kế
Tính toán lực trong thanh neo (thép tròn), thiết kế chiều sâu bản neo, cấu tạo bản
neo
Vẽ biểu đồ lực cắt,biểu đồ Momen
Tính toán các độ sâu lực cắt triệt tiêu
Tính toán chuyển vị của tường cừ bản (giả thiết hệ số dãn dài của đất là như nhau
tại mỗi độ sâu của đất sau tường là 0.00005)
Tính toán cốt thép cho các cấu kiện khác nhau của tường BTCT
Vẽ hình cấu tạo hoàn chỉnh của tường chắn.
2.4. Các bước tính toán:
2.4.1. Xác định hệ số áp lực ngang:
Giả thiết chiều sâu chôn cừ: D = 5m
Tính các hệ số áp lực ngang: Vì mặt đất nằm ngang, lưng tường xem như trơn phẳng
thẳng đứng nên lý thuyết Rankine là khả áp
- Lớp đất thứ 1:
1 2 21 33tan (45 ) tan (45 ) 0.2948
2 2
oo o
aK
1
1
13.39p
a
KK
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 7 MSSV: 1051022117
Lớp đất thứ 2:
2 2 22 30 1tan (45 ) tan (45 )
2 2 3
oo o
aK
2
2
13p
a
KK
2.4.2. Tính Gradient thủy lực, lực thấm khối, γ’trước và γ’sau tường:
Giả thiết chiều sâu chôn cừ: D = 5m
Gradient thủy lực:
2
_ 2
_ 50.333
2 2 5 5dong tham
Cot ap H Li
L L f L
+ Trong đó:
L2: chiều cao từ Mực nước ngầm đến Đường đáy móng (m)
f: chiều sâu chôn cừ (m)
Áp lực thấm khối:
30.333 10 3.3 /wj i kN mg
+ Trong đó:
i: gradient thủy lực
Wg : tỷ trọng nước (kN/m3)
Phía sau lưng tường: (lực thấm hướng xuống)
' 1 31 1 ( ) (21 10) 3.33 14.33 /bh wj j kN mg g g g
' 2 32 2 ( ) (21 10) 3.3 14.33 /bh wj j kN mg g g g
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 8 MSSV: 1051022117
+ Trong đó:
j: áp lực thấm khối (kN/m3)
1bhg : tỷ trọng lớp đất thứ 1 bảo hòa nước (kN/m3)
2bhg : tỷ trọng lớp đất thứ 2 bảo hòa nước (kN/m3)
Wg : tỷ trọng nước (kN/m3)
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 9 MSSV: 1051022117
Phía trước tường: (lực thấm hướng lên)
' 2 32 2 ( ) (21 10) 3.33 7.67 /bh wj j kN mg g g g
+ Trong đó:
j: áp lực thấm khối (kN/m3)
2bhg : tỷ trọng lớp đất thứ 2 bảo hòa nước (kN/m3)
Wg : tỷ trọng nước (kN/m3)
Bảng giá trị trọng lượng riêng đẩy nổi trước và sau tường chắn (có kể đến ảnh
hưởng dòng thấm) ứng với từng trường hợp chiều sâu cắm cừ f:
STT f Z H gbh gw gđn deltaH deltaL i J g+
1 g+
2 g-
1 3.0 2.0 7.0 21.0 10.0 11.0 5.0 11.0 0.45 4.55 15.55 15.55 6.45
2 4.0 2.0 7.0 21.0 10.0 11.0 5.0 13.0 0.38 3.85 14.85 14.85 7.15
3 5.0 2.0 7.0 21.0 10.0 11.0 5.0 15.0 0.33 3.33 14.33 14.33 7.67
4 6.0 2.0 7.0 21.0 10.0 11.0 5.0 17.0 0.29 2.94 13.94 13.94 8.06
5 7.0 2.0 7.0 21.0 10.0 11.0 5.0 19.0 0.26 2.63 13.63 13.63 8.37
6 8.0 2.0 7.0 21.0 10.0 11.0 5.0 21.0 0.24 2.38 13.38 13.38 8.62
7 9.0 2.0 7.0 21.0 10.0 11.0 5.0 23.0 0.22 2.17 13.17 13.17 8.83
8 10.0 2.0 7.0 21.0 10.0 11.0 5.0 25.0 0.20 2.00 13.00 13.00 9.00
9 11.0 2.0 7.0 21.0 10.0 11.0 5.0 27.0 0.19 1.85 12.85 12.85 9.15
10 12.0 2.0 7.0 21.0 10.0 11.0 5.0 29.0 0.17 1.72 12.72 12.72 9.28
11 13.0 2.0 7.0 21.0 10.0 11.0 5.0 31.0 0.16 1.61 12.61 12.61 9.39
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 10 MSSV: 1051022117
2.4.3. Tính và vẽ biểu đồ áp lực ngang:
Giả thiết chiều sâu chôn cừ: D = 5m
MNN1
2
49
3
L1L2
f
q0
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 11 MSSV: 1051022117
5
6
Uc
7
8
Pq1
Pq2
L2f
L2L1
f
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 12 MSSV: 1051022117
Áp lực của hạt:
0 12
1 1 2 /17 2 14.33 5 105.65q L L kN mg g
1 121
1 17 2 0.2948 2 /10.0a kL K N m g
12 1
21 1 2 17 2 14.33 5 0.2948 31.15 /aL mL kK N g g
1 2
3 1 1 1 2 2
2
( )
0.2948 (17 2 14.33 5) 0.33 14.33 5 54. 9 /7
a a
kN m
k L L k f g g g
24 3 7.67 5 /115.05p kNk mf g
Áp lực của nước:
2
22w
2 2 5 510 33.33
2 2 5/
5c
LN
fu k m
f Lg
Áp lực của phụ tải bề mặt:
11
210 0.295 2 /.95qa Nq K mp k
22
210 0.333 3 /.33qa Nq K mp k
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 13 MSSV: 1051022117
Lập bảng cân bằng Moment tại vị trí neo và xác định hệ số an toàn
STTCánh tay đòn lấy đối
với điểm OMoment
1 10.02 0.00 0.00
2 50.12 3.17 158.70
3 52.82 4.00 211.27
4 155.75 8.17 1271.98
5 83.33 4.00 333.33
6 83.33 7.33 611.11
7 20.64 2.17 44.71
8 16.67 8.17 136.11
9 -227.78 9.00 -2050.00
0.74
Lực/1m tới tường
HSAT
11 1 2ak L Lg
1 21 2
1
2ak Lg
11 1 1 2( )ak L L fg g
2
1
2cU L
1
2cU f
10 1 2( )ak q L L
20ak q f
2 21
1
2pk fg
1 2
3 2
L L
1 22
3 3
L L
12
3 2
L fL
1 22
3 3
L L
12
3 3
L fL
1 2 12
2 3
L L L
12
2 3
f LL
12
2
3 3
f LL
1 21 1
1
2ak Lg
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 14 MSSV: 1051022117
Vậy: Hệ số an toàn của tường cừ bản ứng với chiều sâu cừ D đã giả thiết:
_
_
| | | 2050 |0.74
0 158.7 211.27 1271.98 333.33 611.11 44.71 136.11
bi dong
chu dong
MSF
M
Tính toán tương tự các bước trên ứng với từng trường hợp giả thiết chiều sâu chôn
cừ f, ta được bảng kết quả mối quan hệ giữa chiều sâu chôn cừ f và hệ số an toàn FS:
f HSAT
5.00 0.74
6.00 1.02
7.00 1.32
8.00 1.63
9.00 1.96
10.00 2.31
11.00 2.66
2.4.4. Đồ thị biểu diễn quan hệ tương quan giữa độ sâu D và hệ số an toàn SF
Từ đồ thị ứng với hệ số an toàn SF= 2 ta tìm được chiều sâu chôn cừ tương ứng là
f= 9m.
Độ sâu chôn cừ thiết kế: 1.2 1.2 9 10.8tk ff m
Vậy ta chọn chiều sâu chôn cừ thiết kế là ftk = 11m
0.74
1.02
1.32
1.63
1.96
2.31
2.66y = 0.3207x - 0.9029
R² = 0.9983
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0 2 4 6 8 10 12
Hệ
số a
n to
àn
Chiều sâu chôn cừ
Biểu đồ đường cong quan hệ f-HSAT
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 15 MSSV: 1051022117
2.5. Tính toán kết cấu neo:
2.5.1. Tính toán lực trong thanh neo:
Để xác định lực thực tế trong thanh neo phải lấy hệ số an toàn SF = 1 (vừa đạt trạng
thái cân bằng giới hạn)
Ứng với SF= 1 => f= 5.9m
Gradient thủy lực:
2
_ 2
_ 50.3
2 5 2 5.9dong tham
Cot ap H H Li
L L L f
Lực thấm khối:
3. 0.3 10 3 /w ki mj Ng
Phía sau lưng tường: (lực thấm hướng xuống)
' 11 1
3( ) (21 10) 14 /3bh w j kN mjg g g g
' 22 2
3( ) (21 10) 14 /3bh w j kN mjg g g g
Phía trước tường: (lực thấm hướng lên)
' 22
3( ) (21 10) 3 8 /bh w kN mj jg g g g
Áp lực của hạt:
0 12
1 1 2 17 2 14 5 /104q L kN mLg g
1 121
1 17 2 0.2948 2 /10.0a kL K N m g
12
21 1 1 2 17 2 14 5 0.2948 30.66 /aL L kK N m g g
1 2
3 1 1 2
2
1 2( )
0.2948 (17 2 14 5) 0.33 14 5.9 92 /57.
a ak
N
L
k m
L k f g g g
24 3 8 5. .6 /9 141p k mk Nf g
Áp lực của nước:
2 2w
2
2 2 5.9 510 35.12
2 2 5.9/
5c kN m
f Lu
f Lg
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 16 MSSV: 1051022117
Áp lực của phụ tải bề mặt:
11
210 0.295 2 /.95qa Nq K mp k
22
210 0.333 3 /.33qa Nq K mp k
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 17 MSSV: 1051022117
MNN1
2
49
3 5
6
Uc
7
8
Pq1
Pq2
L2f
L1L2
f
L2L1
f
q0
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 18 MSSV: 1051022117
STT
1 10.02
2 50.12
3 51.59
4 180.89
5 87.80
6 103.60
7 20.64
8 19.67
9 -336.50
Lực/1m tới tường
11 1 2ak L Lg
1 21 2
1
2ak Lg
11 1 1 2( )ak L L fg g
2
1
2cU L
1
2cU f
10 1 2( )ak q L L
20ak q f
2 21
1
2pk fg
1 21 1
1
2ak Lg
0
10.02 50.12 51.59 180.89 87.80 103.60 20.64 19.67 – 336
188
.50
/1 1.0
neoT
N m
H
k
+ Chọn khoảng cách neo s = 2m
1.25 2 188.01 470.025tkT kN
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 19 MSSV: 1051022117
Theo yêu cầu thiết kế, thép dùng tính toán thanh neo có
2 22700 / 270000 /aR kgf cm kN m .
Ta tính được tiết diện thanh neo theo công thức:
2470.02517.41
270000tk
neo
a
TF cm
R
Dựa vào bảng tra diện tích cốt thép tròn, ta chọn 4∅25 (F = 19.625 cm2)
2.5.2. Tính chiều dài thanh neo tới vùng an toàn:
10
0 0 00
( ) 5.9 8 (7 1.2)18.23( )
3333(45 ) (45 ) (45 )(45 )
2 2 22
Lf H yL m
tg tg tgtg
Vậy: Ta chọn chiều dài thanh neo là 19m.
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 20 MSSV: 1051022117
2.6. Biểu đồ Moment và biểu đồ Lực cắt:
2.6.1. Tính toán giá trị momen và lực cắt tại mỗi tiết diện
Tại tiết diện z = 1.2m (Đoạn A-B):
1 2 20 1
1 1K 0.2948 17 1.2 3.6
2 2aR y kNg
. 0 3.6B trQ R kN
0
1 11.2 3.6 1.44
3 3BM y R kNm
.d 0 188.01 3.6 184.41B neoQ T R kN
Tại tiết diện z = 2m (Đoạn A-C):
1 2 21 1 1
1 1K 0.2948 17 2 10.02
2 2aR L kNg
1 188.01 10.02 177.99C neoQ T R kN
R01200
QB.tr
A
B
MB
R01200
QB.d
A
B Tneo
MB
R1
1200
QC
A
B Tneo
MC
C8002000
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 21 MSSV: 1051022117
1 1 1
1( )
3
12 10.02 188.01 (2 1.2) 143.73
3
C neoM L R T L y
kNm
Tại tiết diện z = 7m (Đoạn A-D):
1
2 1 1 2K 0.2948 17 2 5 50.12kNaR L Lg
1 2 23 1 2
1 1K 0.2948 14 5 51.59kN
2 2aR Lg
14 K 0.2948 10 7 20.636kNaR q H
W1 2
1 135.12 5 87.8kN
2 2cR U L
1 2 3 4 w1( )
188.01 (10.02 50.12 51.59 20.636 87.8) 32.156
D neoQ T R R R R R
kN
R2
QD
A
BTneo
MD
C
R3
D
R1
Uc
RW1
C
D
1200
800
5000
7000
MNN
q1
A
D
R4
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 22 MSSV: 1051022117
1 2 22 1 2 4 3 w1
1 2
( )3 2 2 3
( )
2 5 7 55 10.02 50.12 20.636 (51.59 87.8) 188.01 (2 1.2 5)
3 2 2 3
603.84
D
neo
L L H LM L R R R R R
T L y L
kNm
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 23 MSSV: 1051022117
Tại tiết diện z = 12.9m (Đoạn A-E):
1
5 1 1 1 2K ( )
0.2948 5.9 (17 2 14 5) 180.89
aR f L L
kN
g g
26 K 0.33 10 5.9 19.47 kNaR q f
2 27 2
1(K )
2
1(3 8 5.9 0.33 14 5.9) 5.9
2
337.3
p aR f K f f
kN
g g
W2
1 135.12 5.9 103.604kN
2 2cR U f
1 2 3 4 5 6 7 w1 w2( )
188.01 (10.02 50.12 51.59 20.636 180.89 19.47 337.3 87.8 103.604)
673.42
E neoQ T R R R R R R R R R
kN
R2
QE
A
BTneo
C
R3
D
R1
Uc
RW1
C
D
1200
5000
7000
MNN
q1A
D
R4
Pq2
RW2
R5
R7
R6
E
5900
800
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 24 MSSV: 1051022117
1 2 22 1 2 4 3 w1
5 6 7 w 2 1 2
( )3 2 2 3
2( ) R ( f)
2 3 3
2 5 7 55 5.9 10.02 5.9 50.12 5.9 20.636 5.9 (51.59 87.8)
3 2 2 3
D
neo
L L H LM L f R f R f R f R R
f f fR R R T L y L
5.9 5.9 2 5.9
(180.89 19.47) 337.3 103.604 188.01 (2 1.2 5 5.9)2 3 3
79kNm
Bảng tổng hợp nội lực các đoạn
AB (z=1.2m) AC (z=2m) AD (z=7m) AE (z=12.9m)
Lực cắt -3.6
184.41 177.99 -32.156 -673.42
Mômen 1.44 -143.73 -603.84 -79
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 25 MSSV: 1051022117
0
-1.2 -1.2
-2
-7
-12.9
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
-800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300
Biểu đồ lực cắt Q
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 26 MSSV: 1051022117
0
-1.2-1.2
-2
-7
-12.9
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
-700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 100
Biểu đồ Moment
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 27 MSSV: 1051022117
2.6.2. Tính toán giá trị Moment lớn nhất
-Mômen lớn nhất tại vị trí có lực cắt bằng 0, thông qua biểu đồ phía trên ta có nhận
định rằng vị trí lực cắt bằng 0 nằm trong đoạn giữa mực nước ngầm và mặt đất, cho
nên ta giả sử vị trí có Q=0 cách mực nước ngầm cao 1 đoạn là x,ta có phương trình:
1 2 3 4 w10 ( ) 0neoQ T R R R R R
1 121
1 17 2 0.2948 2 /10.0a kL K N m g
12
21 1 1 2 17 2 14 5 0.2948 30.66 /aL L kK N m g g
2 2w
2
2 2 5.9 510 35.12
2 2 5.9/
5c kN m
f Lu
f Lg
11
210 0.295 2 /.95qa Nq K mp k
với
2 1( ) (30.66 10.02)20.64
5 5
35.127.024
8.5 5c
X Xb X
u X Xa X
R2
Q
A
BTneo
M
C
R3
D
R1
RW1
C
D
1200
x
MNN
Pq1
A
D
R4
800
b a
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 28 MSSV: 1051022117
2 1
23
4 1
2W1
10.02
110.32
2
(2 ) 5.9 2.95
13.512
2
q
R X X
R X b X
R P X X
R a X X
1 2 3 4 w1
2 2
( ) 0
188.01 10.02 10.02 10.32 5.9 2.95 3.512 0
3.09
neoT R R R R R
X X X X
X m
Vậy vị trí cách mực nước ngầm 4.43 m thì có Mmax
max 1 2 3 4 w13.76 1.54 1.03 2.54 1.03 3.89 604.9( )neoM R R R R R T kNm
2.7. Tính toán chuyển vị của tường cừ bản :
Chuyển vị ngang được tính theo công thức:
L
Ta có: hệ số giãn dài của đất 0.05%
Chiều dài thanh neo Lneo= 19m
+ Vậy ta có 0.05% 19 0.0095 0.95L m cm
+ Độ biến dạng ngang tương đối nhỏ, kết cấu ổn định.
2.8. Tính toán tiết diện và cốt thép của tường cừ bản:
Yêu cầu vật liệu thiết kế tường cừ bản bằng bêtông cốt thép:
+ Bêtông M300
+ Thép: Ra = 2700 kgf/cm2
Moment kháng uốn của tiết diện tường cừ bản
3maxmin
604902240
27a
MW cm
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 29 MSSV: 1051022117
Để thuận tiện thi công thực tế ta chọn tiết diện tường cừ bản 800x600mm
2 2
380 6048000
6 6
b hW cm
2max 604901.26 /
48000a
MkN cm
W
227 /a a kN cm Tiết diện đã chọn phù hợp
2.8.1. Tính cốt thép:
Giả thiết a= 3 (cm) 0 60 3 57h h a cm
Bê tông M300 Rb = 130 kg/cm2 = 13000kN/m2
0.437R
max2 20
604.900.199
13000 0.9 0.8 0.57m R
b b
M
R b h
g
0.5 1 1 2 0.5 1 1 2 0.199 0.89m
2.8.2. Diện tích cốt thép:
2 2max
0
604.90.004416 44.16
0.89 270000 0.57s
s
MA m cm
R h
Chọn 14 22 (Fa=53.196 cm2)
Khoảng cách giữa các thanh thép:
800133
6a cm
2.8.3. Kiểm tra hàm lượng cốt thép
0
44.160.97%
80 57sA
bh
max
0.9 130000.645 2.8%
270000b b
R
s
R
R
g
2.8.4. Điều kiện
min max0.05% Điều kiện cốt thép thỏa
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 30 MSSV: 1051022117
CHI TIẾT MẶT CẮT TƯỜNG CỪ BTCT
200
150
600
150
200
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 31 MSSV: 1051022117
2.9. Đánh giá thiết kế tường cừ bản:
Tường cừ bản thiết kế như trên theo phương pháp truyền thống có 1 số bất cập ở 1
số điểm như sau:
+ Giả thiết đầu với tường là không có chuyển vị nhưng trên thực tế là có
+ Hệ số an toàn lấy lớn (gây ra tốn kém)
+ Không xét tới yếu tố độ cứng (tức là giả thiết tường luôn luôn thẳng, không bị
mềm, uốn dưới áp lực ngang).
+ Mmax thực tế < Mmax tính toán.
Ta có thể thấy rằng tường cừ bản vừa thiết kế thiên về an toán khá nhiều, gây lãng
phí vật liệu và làm tăng quy mô thi công, tăng số lượng nhân công.
2.10. Giao diện chương trình tính toán (Microsoft Excel):
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 32 MSSV: 1051022117
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 33 MSSV: 1051022117
2.11. Giải bằng phần mềm plaxis 8.2
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 34 MSSV: 1051022117
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 35 MSSV: 1051022117
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 36 MSSV: 1051022117
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 37 MSSV: 1051022117
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 38 MSSV: 1051022117
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 39 MSSV: 1051022117
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 40 MSSV: 1051022117
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 41 MSSV: 1051022117
BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT GVHD: T.S DƯƠNG HỒNG THẨM
SVTH: NGUYỄN ĐÌNH HUY HOÀNG Trang 42 MSSV: 1051022117
top related