Tinh khung vay bit day

Thuyết minh: Tính toán thiết kế khung vây thi công cống bμ đầm c 1... Mô men phân bố trong thanh cừ 2c.. Lực cắt trong thanh cừ... Tính toán nẹp ngangNẹp ngang coi nh− các dầm liên tục k

Thuyết minh: Tính toán thiết kế khung vây thi công cống bμ đầm c

1 Tính toán chiều dày bê tông bịt đáy

- Cao độ đỉnh dầm đáy: -3.30 m

- Cao độ đáy dầm đáy: -4.40 m

-Cao độ mực nước thi công: EL1:= 0.5m

-Cao độ đáy bệ: EL2:= ư4.3m

-Bề dày lớp lót móng: h_cc:= 10cm

-Cao độ mặt trên BT bịt đáy: EL3:= EL2ưh_cc

EL3 =ư4.4⋅m

-Chiều dài cọc ván thép: L_sp:= 9m

-Cao độ đỉnh cọc ván thép: EL1_sp:= 1.50m

-Cao độ chân cọc ván thép: EL2_sp:= EL1_spư L_sp

EL2_sp =ư7.5m

-Khối lượng 1m cọc ván: w_sp:= 84.3kg m⋅ ư1

-Khối lượng khung chống: Wsf := 14.3ton

-Dung trọng BT bịt đáy: γc 2.3ton

m3 :=

-Dung trọng nước: γw 1.0ton

m3 := Hình 1: Cắt ngang khung vây

-Dung trọng đẩy nổi BT bịt đáy: γ'c:= γcưγw

-Kích thước hố móng: a:= 22.0m b:= 4.8m

-Đường kính cọc BTCT: d:= 0.3m

-Số cọc trong hố móng: n:= 20

-Lực dính đơn vị BTBĐ-cọc BT: ξc_c 6ton

m2 :=

-Lực dính đơn vị BTBĐ-cọc ván ξc_p:= 0.7 ξc_c⋅ ξc_p 4.2 ton

m2

⋅

=

-Lực dính đơn vị cọc ván với đất: fi 1.5ton

m2 :=

-Hệ số giảm áp lực cột nước :

α:= 1

1.Lực đẩy nối: Pup t( ):= α⋅(EL1ư EL3)⋅a⋅b⋅γw

2 Lực giữ: Pdown t( )

2.1 Khối lượng BT bịt đáy: Pd1 t( ) a b⋅ n 4⋅ d

2

⎛⎜

⎝ ⎞⎟

⎠

2

⋅

ư

⎡

⎢

⎣

⎤

⎥

⎦⋅γ'c⋅t

:=

⋅ ⋅ ⋅ ⋅ :=

2.3 Lực giữ của cọc ván: Pd3 t( )

2.3.1 Lực dính BTBĐ-cọc ván: Pd3_1 t( ):= 2⋅(a +b)⋅t⋅ξc_p

2.3.1 Lực giữ cọc ván:

Pd3_2 t( ) 2⋅(a +b)⋅(2EL3−2EL2_sp −t) fi

1.3

⋅ +Wsf 2 (a+ b) L_sp⋅ ⋅w_sp

0.4m

⋅ + :=

Pd3 t( ):= if Pd3_1 t( ( )<Pd3_2 t( ), Pd3_1 t( ), Pd3_2 t( ))

Pdown t( ):= Pd1 t( ) +Pd2 t( )+Pd3 t( )

Think_of_Sealing_Bottom_Concrete FS( ) t←0.1m

t← t+ 0.0001m

Pdown t( ) Pup t( ) ≤FS while

:=

Think_of_Sealing_Bottom_Concrete 1.25( )=1.367 m

Kết luận: ứng với chiều dày bê tông bịt đáy 1.4m thì hệ số ổn định tính toán là 1.25

FS t( ) Pdown t( )

Pup t( )

:=

t:= 0.4m 0.41m, 2m

t

0.4

0.41

0.42

0.43

0.44

0.45

0.46

0.47

0.48

0.49

0.5

0.51

0.52

0.53

m

= FS t( )

0.366 0.375 0.384 0.393 0.402 0.411 0.421 0.43 0.439 0.448 0.457 0.466 0.475 0.485

= Pup t( )

5

5.174ã10

5

5.174ã10

5

5.174ã10

5

5.174ã10

5

5.174ã10

5

5.174ã10

5

5.174ã10

5

5.174ã10

5

5.174ã10

5

5.174ã10

5

5.174ã10

5

5.174ã10

5

5.174ã10

5

5.174ã10

kg

= Pdown t( )

5

1.893ã10

5

1.94ã10

5

1.987ã10

5

2.035ã10

5

2.082ã10

5

2.129ã10

5

2.177ã10

5

2.224ã10

5

2.271ã10

5

2.318ã10

5

2.366ã10

5

2.413ã10

5

2.46ã10

5

2.508ã10

kg

= Pd3_1 t( )

4

9.005ã10

4

9.23ã10

4

9.455ã10

4

9.68ã10

4

9.905ã10

5

1.013ã10

5

1.036ã10

5

1.058ã10

5

1.081ã10

5

1.103ã10

5

1.126ã10

5

1.148ã10

5

1.171ã10

5

1.193ã10

kg

= Pd3_2 t( )

5

4.747ã10

5

4.741ã10

5

4.734ã10

5

4.728ã10

5

4.722ã10

5

4.716ã10

5

4.71ã10

5

4.703ã10

5

4.697ã10

5

4.691ã10

5

4.685ã10

5

4.679ã10

5

4.673ã10

5

4.666ã10

kg

= Pd3 t( )

4

9.005ã10

4

9.23ã10

4

9.455ã10

4

9.68ã10

4

9.905ã10

5

1.013ã10

5

1.036ã10

5

1.058ã10

5

1.081ã10

5

1.103ã10

5

1.126ã10

5

1.148ã10

5

1.171ã10

5

1.193ã10

k

=

Quan hệ giữa hệ số an toàn FS và chiều dày bê tông bịt đáy t(m)

0

0.5

1

1.5

2

FS t( )

t

KIểm toán khung vây thi công dầm van

Cống bμ đầm C

+ Các số liệu dùng để tính toán

- Cao độ mực nước thi công: MNTC:= 0.5 m

- Cao độ mặt đất tự nhiên MDTN:= ư3.9m

- Cao độ đáy móng DHM:= ư4.4m

- Các thông số trên hình 1:

h4:= 0.7m MNTC

h4

DHM

z

Eb

O Ea

A

Hình 1: Mặt cắt khung vây

- Các thông số đất nền:

Dung trọng tự nhiên đất nền (bão hoà) γd:= 1.6

m3

⎛

⎜

⎝

⎞

⎟

⎠

Dung trọng đảy nổi của đất nền γdn:= γd γnư

(với đất sét bão hoà là lực dính không thoát nước, 1) loaidat:= 1

(với đất sét bão hoà lấy bằng 0

- Các thông số của cừ ván thép loại AU20

Rộng Cao

1 mét cừ

Momen quán

Mođun chống

Loại cừ

ván

Kích thước

Diện tích A

Trọng lượng W

2 Xác định chiều sâu chôn cừ

h1 z( ):= h2 z+

- áp lực đất chủ động

Ka tan 45 ϕ

2

ư

⎛⎜

⎝ ⎞⎟ ⎠ π

180

⋅

⎡⎢

⎣ ⎤⎥ ⎦2

Ea z( ) (γdn h1 z⋅ ( )ư 2 Su⋅ )⋅h1 z( ) if loaidat=1

0.5 γdn⋅ ⋅h1 z( )2⋅Ka 2 c

2

⋅ γdn + ư 2c⋅ Ka⋅h1 z( ) otherwise :=

Cánh tay đòn lấy đối với điểm A

tEa z( ) 2

3⋅h1 z( )+ h3ư h4

:=

- áp lực đất bị động

Kp tan 45 ϕ

2 +

⎛⎜

⎝ ⎞⎟ ⎠ π

180

⋅

⎡⎢

⎣ ⎤⎥ ⎦2

Eb z( ) (γdn h1 z⋅ ( )+ 2 Su⋅ )⋅h1 z( ) if loaidat=1

0.5 γdn⋅ ⋅ Kz⋅ p +2c⋅ Kp⋅z otherwise

:=

Cánh tay đòn lấy đối với điểm A

tEb z( ) 2

3z+ h2+h3ư h4 :=

- áp lực nước

E1 γn⋅12 (h2 h3+ )2

⋅ :=

E2 z( ):= γn z⋅ 2

Cánh tay đòn lấy đối với điểm AA

tE1:= 23⋅(h2 h3+ )ư h4

tE2 z( ):= h2 h3+ ư h4ư 0.5 z⋅

+ Lấy cân bằng mô men với điểm A

Tổng mômen dương

VT z( ):= Ea z( ) tEa z⋅ ( )+ E1 tE1⋅ +E2 z( ) tE2 z⋅ ( )

Tổng mô men âm

VP z( ):= Eb z( ) tEb z⋅ ( )

Giải phương trình (1):

guess z:= 12

Given

VT z( )=VP z( )

ho:= Find z( ) ho 1.336=

Chiều sâu cần thiết ngàm cừ trong đất h≥ho

Chọn h=3.1mVới cừ dài 9m đóng đến cao trình -7.5

3 Tính toán cọc ván thép

Thời điểm tính là sau khi đã đổ bê tông bịt đáy và hút hết nước trong hố móng.Lúc này cọc ván coi như 1 dầm đơn giản kê trên 2 gối O, A, Tải trọng tác dụng như hình vẽ

L2

q2

q1

q2 (γdn L2⋅ ư 2 Su⋅ )⋅L2 if loaidat=1

0.5 γdn⋅ ⋅L22⋅Ka 2 c

2

⋅ γdn + ư 2c⋅ Ka⋅L2 otherwise :=

q1:= L1

Tính toán được

Mmax 4.753= (Tm)

Mmax:= Mmax 10⋅ 5 (kg.cm)

Mô hình 1m rộng cừ như dầm, phần cừ dưới mặt đất gán spring hướng ngang theo công thức Bowles, phía trên như dầm tự do có gối tại ví trí vành đai trong

+ Kiểm toán theo trạng thái giới hạn thứ nhất về cường độ

Tính toán nội lực sử dụng chương trình Sap2000, xác định được nội lực

Mmax:= 12.5 10⋅ 5(kg/cm) σmax:= MmaxW

Check_cu:= if σmax σcp( ≤ , "OK", "Check again")

Check_cu="OK"

Kết luận: Cừ AU20 đảm bảo điều kiện về cường độ

+Kiểm tra theo trạng thái giới hạn thứ hai về biến dạng, chuyên vị

Với thanh cừ Lc:= 9 m

Chuyển vị lớn nhất cho phép δcp:= Lc 100300⋅ δcp 3= cm

Chuyển vị lớn nhất tính toán δtt:= 2.83 cm

Check_cu_:= if δtt δcp( ≤ , "OK", "Check again")

Check_cu_="OK"

Kết luận: Cừ đảm bảo điều kiện về chuyển vị

c

Hình 2a: Sơ đồ tính toán ổn định một thanh cừ AU20 2b Mô men phân bố trong thanh cừ

2c Lực cắt trong thanh cừ

4 Tính toán nẹp ngang

Nẹp ngang coi nh− các dầm liên tục kê trên các gối chịu tải trọng phân bố đều

Khoảng cách giữa các thanh chống L:= 3.5 m

Tải trọng tác dụng vào thanh nẹp là phản lực gối Rg:= RA Rg 2.94=

Ra

Ta tính gần đúng mô men lớn nhất tại nhịp dầm theo công thức

Mmax Rg L

2

⋅ 10

Wc Mmax

σcp

Chọn thanh nẹp ngang định hình 2C300

Có các thông số

Ac:= 81.0 cm2

Wc:= 774 cm4

rc:= 12 cm

5 Tính toán thanh chống

Rc:= RA L⋅ Rc 10.29= T Thanh chống chịu lực tập trung

Rc:= Rc 10⋅ 3 kg Chọn thanh chống là 2C300

σ =

F

R

ì

ϕ <[σ]

Công thức kiểm tra theo điều kiện ổn định:

φ - Hệ số uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh λ

lo:= 1.1 5⋅ lo 5.5= m

λ lo

rc

R Tra bảng có φ:= 0.88

φ Ac⋅

:=

Check:= if σ( ≤σcp, "OK", "Check again")