Nghiên cứu ứng xử của hệ tường chắn đất ổn định cơ học (mse),luận văn thạc sỹ xây dựng đường ô tô và đường thành phố

LỜI CẢM ƠN! Để hồn thành Luận văn Thạc sĩ này, xin chân thành cám ơn thầy, Trường Đại học GTVT tận tình truyền đạt cho tơi kiến thức q báu suốt khóa học, với quan tâm giúp đỡ thường xuyên thầy, cô nguồn động viên lớn cho tơi hồn thành luận văn cao học Xin chân thành biết ơn Tiến sĩ Nguyễn Việt Hưng, Tiến sĩ Vũ Thế Sơn – Đại học GTVT sở 2, Tiến sỹ Nguyễn Thống Nhất – Đại Học Tôn Đức Thắng thầy giúp đỡ tận tình cho tơi suốt q trình làm luận văn ý kiến đóng góp, phản biện quan trọng thầy tạo điều kiện để tơi hồn thành luận văn cao học Xin tỏ lòng cảm ơn đến lãnh đạo tập thể thầy Phịng Quản lý sau đại học Trường Đại Học GTVT giúp đỡ tơi suốt khóa học Tác giả Nguyễn Viết Xuân LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả Nguyễn Viết Xn MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN! LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ PHẦN MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề: Mục tiêu nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu: 5 Phương pháp nghiên cứu: 6 Nội dung nghiên cứu: CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN TƯỜNG CHẮN ĐẤT ỔN ĐỊNH CƠ HỌC 1.1 Giới thiệu: 1.2 Nguyên lý đất có cốt mặt học: 1.2.1 Sự phá hoại đất khơng có cốt: 1.2.2 Vai trò cốt đất: 11 1.2.3 Sự neo bám cốt đất: 13 1.3 Những phương pháp tính tốn: 19 1.3.1 Phân tích ứng suất làm việc kết cấu tường MSE: 19 1.3.2 Phân tích cân giới hạn: 20 1.3.3 Đánh giá biến dạng: 20 1.3.4 Phương pháp thiết kế cốt không dãn: 20 1.3.4 Phương pháp thiết kế, cốt dãn: 21 1.4 Ổn định bên ngoài: 21 1.4.1 Định nghĩa kích thước hình học tường thuộc tính đất: 23 1.4.2 Lựa chọn tiêu chuẩn thể hiện: 23 1.4.3 Định kích thước sơ bộ: 24 1.4.4 Áp lực đất cho ổn định bên ngoài: 24 1.4.5 Ổn định trượt: 27 1.4.6 Phá hoại khả chịu tải: 29 1.4.7 Ổn định tổng thể: 30 1.5 Ổn định bên trong: 30 1.5.1 Mặt trượt cực hạn: 32 1.5.2 Tính tốn lực kéo lớn lớp cốt: 33 1.5.3 Ổn định bên tương ứng với phá hoại kéo tuột: 38 1.6 Tổng quan phương pháp nghiên cứu thực hiện: 40 CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TƯỜNG CHẮN ĐẤT ỔN ĐỊNH CƠ HỌC 42 2.1 Giới thiệu: 42 2.2 Phương pháp cân giới hạn: 43 2.3 Phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH): 47 2.3.1 Lý thuyết ứng suất - biến dạng: 47 2.3.2 Chương trình phần tử hữu hạn PLAXIS: 49 2.4 Mơ hình Mohr-Coulomb: 49 2.5 Phương pháp giảm sức chống cắt phân tích ổn định 50 CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA HỆ TƯỜNG CHẮN ĐẤT ỔN ĐỊNH CƠ HỌC 52 3.1 Đặt vấn đề: 52 3.2 Phân tích tường MSE phương pháp phần tử hữu hạn: 53 3.2.1 Mơ tả mơ hình: 53 3.2.2 Phương pháp mơ hình: 55 3.2.3 Thuộc tính vật liệu: 56 3.2.4 Phạm vi nghiên cứu: 59 3.3 Kết phân tích tường MSE phương pháp phần tử hữu hạn 60 3.3.1 Cơ chế phá hoại tường MSE: 61 3.3.1.1 Mô tả chế phá hoại: 61 3.3.1.2 Dạng phá hoại bên ngoài: 64 3.3.1.3 Dạng phá hoại trượt sâu: 67 3.3.1.4 Dạng phá hoại hỗn hợp: 69 3.3.1.5 Dạng phá hoại mối nối: 75 3.3.2 Ảnh hưởng khoảng cách cốt lên chế phá hoại: 75 3.3.2.1 Ảnh hưởng độ cứng cốt lên chế phá hoại hàm khoảng cách cốt: 76 3.3.2.2 Ảnh hưởng độ cứng lên chế phá hoại hàm khoảng cách cốt: 77 3.3.2.3 Ảnh hưởng chiều dài cốt lên nội lực cốt ổn định tường: 82 3.4 Phân tích tường MSE phương pháp cân giới hạn, sử dụng tiêu chuẩn AASHTO98: 90 3.5 So sánh kết phân tích tường MSE phương pháp phần tử hữu hạn với phương pháp cân giới hạn: 93 3.5.1 Bề mặt trượt cực hạn hệ số ổn định nhỏ nhất: 94 3.5.2 Sự phân bố ứng suất nằm ngang đất nội lực cốt: 98 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 108 Kết luận 108 Những kiến nghị cho nghiên cứu tiếp theo: 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO 111 PHỤ LỤC TÍNH TỐN 113 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký tự La Mã Ac = diện tích tiết diện ngang thiết kế thép At = diện tích ảnh hưởng b = tổng bề rộng lưới, c = lực dính đất c’ = lực dính có hiệu đất cf = lực dính đất cu = sức chống cắt khơng thoát nước đất yếu C = chu vi đơn vị có hiệu cốt E = modul Young E0 = modul đàn hồi ban đầu Eoed = modul độ cứng từ thí nghiệm Oedometer Ec = chiều dày cốt cuối giai đoạn thiết kế En = chiều dày danh nghĩa cốt thời gian xây dựng Er = chiều dày mát kim loại an mòn suốt tuổi thọ phục vụ kết cấu EA = độ cứng dọc trục kết cấu EI = độ cứng chống uốn e = độ lệch tâm Fy = ứng suất chảy dẻo thép F* = hệ số sức kháng tuột FH = áp lực nằm ngang đất FT = tổng áp lực ngang đất FSmin = hệ số an toàn nhỏ FSPO = hệ số an toàn chống tuột FSR = hệ số an toàn ổn định mái dốc yếu cầu Fc = hệ số an toàn tương ứng với lực dính F = hệ số an tồn tương ứng với góc ma sát H = chiều cao tường K = hệ số áp lực đất Ko = hệ số áp lực đất tỉnh Ka = hệ số áp lực đất chủ động Kaf = hệ số áp lực đất chủ động đất đắp Kp = hệ số áp lực đất bị động L = chiều dài cốt tổng cộng La = chiều dài cốt vùng chủ động Le = chiều dài cốt vùng kháng phía trước bề mặt trượt L = toán tử vi phân LT = chuyển vị toán tử vi phân Md = mômen lật Ms = mômen trượt M = ma trận độ cứng vật liệu n = số lượng phần tử cốt vng góc với phương truyền lực Nc ,Nq ,Ng = hệ số khả chịu tải, khơng kích thước Np = hệ số sức cản bị động đất Pd = lực gây lật Ps = lực gây trượt Pr = sức kháng tuột cốt bề rộng đơn vị Pkt = lực kéo tuột Pf = lực kháng tuột (do ma sát đất dọc cốt) Pp = lực kéo tuột (do sức cản bị động đất) p = ứng suất =[(      )/3] p’ = ứng suất có hiệu=[(  1'   2'   3' )/3] q, q’ = ứng suất lệch qa = khả chịu tải cho phép qult = khả chịu tới hạn Rc = tỷ số bao phủ cốt b/sh Sa = sức chống cắt thân đất Sm = sức chống huy độ đất Ta = tải trọng kéo dài hạn cốt Tmax = cường độ kéo lớn T1, T2 = tải trọng kéo cốt u = áp lực nước lỗ rỗng z = chiều sâu lớp đất Ký tự Hy Lạp  = hệ số cho sức kháng bị động  = góc dốc phụ tải  = biến dạng 1, 1, 1 = biến dạng theo hướng 1, 2,  = hệ số ma sát đất tường b = trọng lượng đơn vị đất đắp f = trọng lượng đơn vị đất r = trọng lượng đơn vị đất gia cường  = góc ma sát đất cốt * = góc ma sát biểu kiến đất cốt ’ = góc ma sát có hiệu ’m = góc ma sát có hiệu huy động b = góc ma sát đất đắp  = độ nghiên mặt tường so với phương ngang  = góc ma sát tương quan đất-cốt  = ứng suất pháp tổng cộng 1, 2, 3 = ứng suất pháp v = ứng suất thẳng đứng tổng ’v = ứng suất thẳng đứng có hiệu ’h = ứng suất nằm ngang có hiệu h = ứng suất nằm ngang tổng  = sức chống cắt huy động s = sức chống cắt cực hạn  = góc dãn nở  = gia số biến dạng lớn  = tổng cộng Viết tắt AASHTO = American Association of State Highway and Transportation Officials MSE = Mechanical Stabilized Earth - đất ổn định học MSEW = Mechanical Stabilized Earth Wall- tường chắn đất ổn định học FEM = Finite element method – phương pháp phấn tử hữu hạn LEM = Limit equilibrium method – phương pháp cân giới hạn FS = Factor of safety – hệ số an toàn MC = Morh-Coulomb DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 4.1- Thông số đất mơ hình 57 Bảng 4.2- Những trường hợp nghiên cứu 60 Bảng 4.3 - Kết tương ứng với trạng thái cực hạn 62 Bảng 4.4 - Thơng số đầu vào để phân tích tường MSE theo AASHTO98 90 Bảng 4.5 - Thông số đầu vào để phân tích tường MSE theo AASHTO98 91 Bảng 4.6 - So sánh ứng suất nằm ngang theo chiều sâu Plaxis AASHTO (kN/m2) 98 Bảng 4.7 - So sánh ứng suất nằm ngang theo chiều sâu Plaxis AASHTO (kN/m2) 100 Bảng 4.8 - So sánh ứng suất nằm ngang theo chiều sâu Plaxis AASHTO (kN/m2) 101 Bảng 4.9 - So sánh kết nội lực lớp cốt Plaxis AASHTO (kN/m) 105 ~ 112 ~ Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh 17 Leshchinsky, Stability of geosynthetic reinforced soil structures 18 Leshchinsky (2004), Limit equilibrium and continuum mechanics-based numerical methods for analyzing stability of MSE walls, 17th ASCE Engineering Mechanics Conference, University of Delaware, Newark, DE 19 KS.Phan Cơng Phương (2012), “Thiết kế tường chắn đất có cốt theo 22TCN27205”, Tạp chí Cầu Đường Việt Nam, 2012 (số 3), tr 26-31 ~ 113 ~ PHỤ LỤC TÍNH TỐN BẢNG TÍNH TƯỜNG CHẮN ĐẤT CĨ CỐT (Trường hợp 1: H=9m, L=4m, s=0.5m) -o0o Bước 1: Thiết lập chiều cao cốt, tải trọng bên - Tổng chiều cao thiết kế , H = 9.00 m - Tải trọng xe, q = 0.00 kN/m2 Bước 2: Thiết lập thuộc tính đất - Dung trọng, γf = 20.00 kN/m3 - Lực dính, cf = 20.40 kN/m2 - Góc ma sát, φf = 19.62 độ Bước 3: Thiết lập thuộc tính đất gia cường đất đắp - Đất gia cường: + Dung trọng, γr = 20.00 kN/m3 + Lực dính, cr = 0.00 kN/m2 + Góc ma sát, φr = 33.00 độ - Đất đắp: + Dung trọng, γb = 20.00 kN/m3 + Lực dính, cb = 0.00 kN/m2 + Góc ma sát, φb = 30.00 độ Bước 4: Thiết lập hệ số ổn định - Ổn định bên + Trượt = 1.50 + Lật =< 0.67 + Khả chịu tải = 2.00 + On định tổng thể >= 1.30 == 1.50 + Ứng suất cho phép = 1.50 + Tuổi thọ thiết kế = 75.00 năm =0.55*Fy ~ 114 ~ Bước 5: Chọn loại mặt tường bao, khoảng cách loại cốt - Chọn tường bêtông đúc trước, có kích thước 1mx1mx0.2m - Sử dụng loại cốt dãi thép mạ kẽm - Khoảng cách cốt 0.5m, hai hàng panel, hàng cách đỉnh panel 0.25m Bước 6: Thiết lập sơ chiều dài cốt - Đối với đất đắp nằm ngang, L=0.7H hợp lý, đó: L= 0.7*H = 6.3 m - Vì so sánh với chương trình Plaxis nên chọn L Bước 7: Kiểm tra ổn định bên với L = 4.0 m = 4.0 m - Tính tốn Ka cho đất đắp: Ka = tan2 (45-φ/2) = 0.33 - Tính tốn hệ số FS trượt đáy móng: FS  V tan   FH = 1.54 >1.5, OK Trong đó: V1 = H*L*γr = 720.00 kN/m V2 = q*L = 0.00 kN/m F1 = 0.5*γ*H2*Ka = 270.00 kN/m F2 = q*H*Ka = 0.00 kN/m FH = F1 + F2 = 270.00 kN/m - Tính tốn lật đáy móng: e L  MR  M0    V  = 1.13 Trong đó: MR = V1*L/2 = 1440.00 kN/m M0 = F1*H/3 + F2*H/2 = 810.00 kN/m >L/6 ~ 115 ~ - Tính tốn khả chịu tải nền: v  V L  2e  V1  V2 L  2e qult = cf*Nc + 0.5*L*γf*Nγ = 411.43 kN/m2 = 500.36 kN/m2 Trong đó: Với φf = 19.62 độ Nc = 14.49 Nγ = 5.12 FS =qult / σv = 1.22 Bước 8: Xác định ổn định bên mức cốt khoảng cách cốt nằm ngang cần thiết * Xét độ sâu Z = 2.75 m so với đỉnh tường - Tính tốn Kr mức cốt: Ka = tan2 (45-φ/2) = 0.29 Tra hình 2.8 chương 2, ta có: ==> Kr/Ka = 1.47 Kr = 0.43 (đối với cốt dãi kim loại) - Tính tốn σH mức cốt bề rộng đơn vị: σV = Z*γr + q = 55.00 KN/m2 σH = Kr*σv = 23.85 KN/m2 - Khoảng cách theo phương ngang xác định từ xem xét khả chịu kéo tuột cốt việc sử dụng khoảng cách bề rộng tường đặt tâm cốt mức xét Lực lớn phần diện tích là: At = Sv * bề rộng panel = 1.00 m2 - Lực lớn phần diện tích At: T = σH * At = 23.85 kN Pr >= σH * At * FS = 35.77 kN ~ 116 ~ - Số lượng cốt, N, đòi hỏi để thỏa mãn sức kháng nhỏ nhất: N  Trong đó: Pr 2b.F * Le  v/ b = 50 mm Le = 1.30 m = 3.62 (hình 2.7a, chương 2) σ'v = 55.00 KN/m2 (Bỏ qua hoạt tải) F* = 1.38 (nội suy từ 2.0 Z=0 tanφ 6m) Chọn N = dãi diện tích At đặt hàng panel - Kiểm tra ứng suất cốt dựa mát chiều dày Es, trừ từ chiều dày danh định 4mm Nền tảng việc mát chiều dày năm tính tốn sau: + mát mạ kẽm =15mm (2 năm đầu tiên) (những năm =4mm + mát thép sau đó) =12mm + Tuổi thọ phục vụ lớp phủ mạ kẽm (86mm): Tuổi thọ = + (86-2*15)/4 = 16 năm + Mất mát diện tích thép: 75 năm - 16 năm = 59 năm mức 12 mm/năm/mặt Do dự đốn là: Er = 12*59*2 = 1.42 mm Ec = 4-1.42 = 2.58 mm diện tích = 129 mm2 Với thép G60: Fy = 413.70 MPa fall =0.55*Fy = 227.54 Mpa + Ứng suất kéo lớp cốt: fs = T/ (N*Ec) = 46.22 MPa ~ 117 ~ BẢNG TÍNH TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT (Trường hợp 2: H=3.25m, L=4, s=0.5m) -o0o Bước 1: Thiết lập chiều cao cốt, tải trọng bên - Tổng chiều cao thiết kế , H = 3.25 m - Tải trọng xe, q = 0.00 kN/m2 Bước 2: Thiết lập thuộc tính đất - Dung trọng, γf = 15.60 kN/m3 - Lực dính, cf = 8.00 kN/m2 - Góc ma sát, φf = 6.00 độ Bước 3: Thiết lập thuộc tính đất gia cường đất đắp - Đất gia cường: + Dung trọng, γr = 20.00 kN/m3 + Lực dính, cr = 0.00 kN/m2 + Góc ma sát, φr = 33.00 độ - Đất đắp: + Dung trọng, γb = 20.00 kN/m3 + Lực dính, cb = 0.00 kN/m2 + Góc ma sát, φb = 30.00 độ Bước 4: Thiết lập hệ số ổn định - Ổn định bên + Trượt = 1.50 + Lật =< 0.67 + Khả chịu tải = 2.00 + On định tổng thể >= 1.40 == 1.50 + Ứng suất cho phép = 1.50 + Tuổi thọ thiết kế = 75.00 năm Bước 5: Chọn loại mặt tường bao, khoảng cách loại cốt =0.55*Fy ~ 118 ~ - Chọn tường bêtơng đúc trước, có kích thước 1mx1mx0.2m - Sử dụng loại cốt dãi thép mạ kẽm - Khoảng cách cốt 0.5m, hai hàng panel, hàng cách đỉnh panel 0.25m Bước 6: Thiết lập sơ chiều dài cốt - Đối với đất đắp nằm ngang, L=0.7H hợp lý, đó: L= 0.7*H = 2.3 m - Vì so sánh với chương trình Plaxis nên chọn L Bước 7: Kiểm tra ổn định bên với L = 4.0 m = 4.0 m - Tính tốn Ka cho đất đắp: Ka = tan2 (45-φ/2) = 0.33 - Tính tốn hệ số FS trượt đáy móng: FS  Trong đó: V tan   FH = 4.26 V1 = H*L*γr = 260.00 kN/m V2 = q*L = 0.00 kN/m F1 = 0.5*γ*H2*Ka = 35.21 kN/m F2 = q*H*Ka = 0.00 kN/m FH = F1 + F2 = 35.21 kN/m >1.5, OK - Tính tốn lật đáy móng: e L  MR  M0    V  = 0.15 Trong đó: MR = V1*L/2 = 520.00 kN/m M0 = F1*H/3 + F2*H/2 = 38.14 kN/m - Tính tốn khả chịu tải nền: V V V v    L  2e L  2e = 70.15 kN/m2 = σH * At * FS = 38.47 kN - Số lượng cốt, N, đòi hỏi để thỏa mãn sức kháng nhỏ nhất: N  Pr 2b.F * Le  v/ = 1.60 ~ 120 ~ Trong đó: b = 50 mm Le = 3.03 m (hình 2.7a, chương 2) σ'v = 60.00 KN/m2 (Bỏ qua hoạt tải) F* = 1.32 (nội suy từ 2.0 Z=0 tanφ 6m) Chọn N = dãi diện tích At đặt hàng panel - Kiểm tra ứng suất cốt dựa mát chiều dày Es, trừ từ chiều dày danh định 4mm Nền tảng việc mát chiều dày năm tính tốn sau: + mát mạ kẽm =15mm (2 năm đầu tiên) (những năm sau đó) =4mm + mát thép =12mm + Tuổi thọ phục vụ lớp phủ mạ kẽm (86mm): Tuổi thọ = + (86-2*15)/4 = 16 năm + Mất mát diện tích thép: 75 năm - 16 năm = 59 năm mức 12 mm/năm/mặt Do dự đốn là: Er = 12*59*2 = 1.42 mm Ec = 4-1.42 = 2.58 mm diện tích = 129 mm2 Với thép G60: Fy = 413.70 MPa fall =0.55*Fy = 227.54 Mpa + Ứng suất kéo lớp cốt: fs = T/ (N*Ec) = 99.41 MPa ~ 121 ~ BẢNG TÍNH TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT (Trường hợp 3: H=8m, L=4, s=1m) -o0o Bước 1: Thiết lập chiều cao cốt, tải trọng bên - Tổng chiều cao thiết kế , H = 8.00 m - Tải trọng xe, q = 0.00 kN/m2 Bước 2: Thiết lập thuộc tính đất - Dung trọng, γf = 20.00 kN/m3 - Lực dính, cf = 20.40 kN/m2 - Góc ma sát, φf = 19.62 độ Bước 3: Thiết lập thuộc tính đất gia cường đất đắp - Đất gia cường: + Dung trọng, γr = 20.00 kN/m3 + Lực dính, cr = 0.00 kN/m2 + Góc ma sát, φr = 33.00 độ - Đất đắp: + Dung trọng, γb = 20.00 kN/m3 + Lực dính, cb = 0.00 kN/m2 + Góc ma sát, φb = 30.00 độ Bước 4: Thiết lập hệ số ổn định - Ổn định bên + Trượt = 1.50 + Lật =< 0.67 + Khả chịu tải = 2.00 +Ổn định tổng thể >= 1.30 == 1.50 + Ứng suất cho phép = 1.50 + Tuổi thọ thiết kế = 75.00 năm Bước 5: Chọn loại mặt tường bao, khoảng cách loại cốt =0.55*Fy ~ 122 ~ - Chọn tường bêtơng đúc trước, có kích thước 1mx1mx0.2m - Sử dụng loại cốt dãi thép mạ kẽm - Khoảng cách cốt 1m, hai hàng panel, hàng cách đỉnh panel 0.25m Bước 6: Thiết lập sơ chiều dài cốt - Đối với đất đắp nằm ngang, L=0.7H hợp lý, đó: L= 0.7*H = 5.6 m - Vì so sánh với chương trình Plaxis nên chọn L Bước 7: Kiểm tra ổn định bên với L = 4.0 m = 4.0 m - Tính tốn Ka cho đất đắp: Ka = tan2 (45-φ/2) = 0.33 - Tính tốn hệ số FS trượt đáy móng: FS  V tan   FH = 1.73 V1 = H*L*γr = 640.00 kN/m V2 = q*L = 0.00 kN/m F1 = 0.5*γ*H2*Ka = 213.33 kN/m F2 = q*H*Ka = 0.00 kN/m FH = F1 + F2 = 213.33 kN/m >1.5, OK - Tính tốn lật đáy móng: e Trong đó: L  MR  M0    V  = 0.89 MR = V1*L/2 = 1280.00 kN/m M0 = F1*H/3 + F2*H/2 = 568.89 kN/m - Tính tốn khả chịu tải nền: v  V L  2e  V1  V2 L  2e qult = cf*Nc + 0.5*L*γf*Nγ = 288.00 kN/m2 = 500.36 kN/m2 >L/6 ~ 123 ~ Trong đó: Với φf = 19.62 độ Nc = 14.49 Nγ = 5.12 FS =qult / σv = 1.74 Bước 8: Xác định ổn định bên mức cốt khoảng cách cốt nằm ngang cần thiết * Xét độ sâu Z = 3.00 m so với đỉnh tường - Tính tốn Kr mức cốt: Ka = tan2 (45-φ/2) = 0.29 Tra hình 2.8 chương 2, ta có: Kr/Ka = 1.45 ==> Kr (đối với cốt dãi kim loại) = 0.43 - Tính tốn σH mức cốt bề rộng đơn vị: σV = Z*gr + q = 60.00 KN/m2 σH = Kr*σv = 25.65 KN/m2 - Khoảng cách theo phương ngang xác định từ xem xét khả chịu kéo tuột cốt việc sử dụng khoảng cách bề rộng tường đặt tâm cốt mức xét Lực lớn phần diện tích là: At = Sv * bề rộng panel = 2.00 m2 - Lực lớn phần diện tích At: T = σH * At = 51.30 kN Pr >= σH * At * FS = 76.94 kN - Số lượng cốt, N, đòi hỏi để thỏa mãn sức kháng nhỏ nhất: N  Trong đó: Pr 2b.F * Le  v/ b = 50 mm Le = 1.60 m = 6.05 (hình 2.7a, chương 2) ~ 124 ~ σ'v = 60.00 KN/m2 (Bỏ qua hoạt tải) F* = 1.32 (nội suy từ 2.0 Z=0 tanφ 6m) Chọn N = dãi diện tích At đặt hàng panel - Kiểm tra ứng suất cốt dựa mát chiều dày Es, trừ từ chiều dày danh định 4mm Nền tảng việc mát chiều dày năm tính tốn sau: + mát mạ kẽm =15mm (2 năm đầu tiên) (những năm =4mm + mát thép sau đó) =12mm + Tuổi thọ phục vụ lớp phủ mạ kẽm (86mm): Tuổi thọ = + (86-2*15)/4 = 16 năm + Mất mát diện tích thép: 75 năm - 16 năm = 59 năm mức 12 mm/năm/mặt Do dự đoán là: Er = 12*59*2 = 1.42 mm Ec = 4-1.42 = 2.58 mm diện tích = 129 mm2 Với thép G60: Fy = 413.70 MPa fall =0.55*Fy = 227.54 Mpa + Ứng suất kéo lớp cốt: fs = T/ (N*Ec) = 66.27 MPa ~ 125 ~ Kết tính tốn chiều sâu cốt thể bảng sau Trường hợp 1: H=9m, L=4m, s=0.5m Chiều STT sâu z(m) Ứng Ứng suất thẳng đứng suất Kr F* nằm ngang kN/m2 Ứng N dãi N dãi suất FS FS cần/At tk/At kéo kéo tuột Mpa kN/m2 0.25 0.50 1.94 2.48 4.80 47.44 2.04 0.75 15 0.48 1.83 7.24 14.03 16.21 1.97 1.25 25 0.47 1.72 11.76 22.79 9.98 1.90 1.75 35 0.46 1.61 16.04 31.08 7.32 1.82 2.25 45 0.45 1.49 20.06 38.89 5.85 1.74 2.75 55 0.43 1.38 23.85 4 46.22 4.92 1.66 3.25 65 0.42 1.27 27.39 4 53.07 4.29 1.57 3.75 75 0.41 1.16 30.68 4 59.45 3.83 1.47 4.25 85 0.40 1.04 33.72 4 65.36 3.48 1.37 10 4.75 95 0.38 0.93 36.52 70.78 3.21 1.26 11 5.25 105 0.37 0.82 39.08 75.74 3.00 1.14 12 5.75 115 0.36 0.71 41.39 80.21 2.84 1.02 13 6.25 125 0.35 0.65 44.22 85.70 2.66 0.95 14 6.75 135 0.35 0.65 47.76 92.55 2.46 0.95 15 7.25 145 0.35 0.65 51.30 99.41 2.29 0.95 16 7.75 155 0.35 0.65 54.83 106.27 2.14 0.95 17 8.25 165 0.35 0.65 58.37 113.12 2.01 0.95 18 8.75 175 0.35 0.65 61.91 119.98 1.90 0.95 ~ 126 ~ Trường hợp 2: H=3.25m, L=4m, s=0.5m STT Ứng Ứng Chiều suất suất sâu thẳng z(m) đứng ngang kN/m2 kN/m2 Kr F* nằm Ứng N dãi N dãi suất FS FS cần/At tk/At kéo kéo tuột Mpa 0.5 10 0.49 1.89 4.89 9.47 24.02 4.67 20 0.48 1.77 9.53 18.47 12.32 4.51 1.5 30 0.46 1.66 13.93 26.99 8.43 4.33 40 0.45 1.55 18.08 35.04 6.49 4.15 2.5 50 0.44 1.44 21.99 42.61 5.34 3.95 60 0.43 1.32 25.65 49.70 4.58 3.75 Trường hợp 3: H=8m, L=4m, s=1 m STT Ứng Ứng Chiều suất suất sâu thẳng z(m) đứng ngang kN/m2 kN/m2 Kr F* nằm Ứng N dãi N dãi suất FS FS cần/At tk/At kéo kéo tuột Mpa 0.5 10 0.49 1.89 4.89 18.95 12.01 1.24 1.5 30 0.46 1.66 13.93 53.99 4.21 1.15 2.5 50 0.44 1.44 21.99 85.22 2.67 1.05 3.5 70 0.42 1.21 29.06 112.65 2.02 0.93 4.5 90 0.39 0.99 35.16 136.26 1.67 0.81 5.5 110 0.37 0.76 40.26 156.07 1.46 0.67 6.5 130 0.35 0.65 45.99 10 178.25 1.28 0.59 7.5 150 0.35 0.65 53.06 10 205.68 1.11 0.59