Bài tập lớn tường chắn đất đh mở

GVHD:TS.DƯƠNG HỒNG THẨM TRANG SỐ LIỆU ĐỀ : B10131N Phân tích đề bài: B :Tường cừ : Có neo : Khơng có tải trọng bề mặt q : Mã số số liệu địa chất sau tường γ (kN/m3) γ C2 (kN/m2) ϕ1 ϕ2 γ BH (kN/m3) 1BH (kN/m ) 300 17 20 300 21 Mã chiều cao tường chắn H = 7m : Chiều sâu đặt neo tính từ mặt đất y1 = 1m Góc ma sát sau lưng tường δ = Độ sâu mức nước ngầm Z = 2m : Vật liệu sử dụng bê tông cốt thép, bê tông Mác 300, cốt thép cường độ Ra = 2700 kgf/cm2 N : Yêu cầu tính neo A LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC CỦA SƠ ĐỒ TÍNH 1000 C1 7000 1000 Tneo f C1 ϕ1 γ1 γ 1BH SVTH: =0 = 300 = 17 kN/m3 = 20 kN/m3 C2 = ϕ2 = 300 γ BH = 21 kN/m3 MSSV: GVHD:TS.DƯƠNG HỒNG THẨM TRANG B XÁC LẬP SƠ ĐỒ TÍNH VÀ NHẬN ĐỊNH LOẠI CƠNG TRÌNH B.1 Phân loại: B.1.1 Phân loại theo vật liệu:  Vật liệu sử dụng bê tông cốt thép: Bê tông Mác 300 cốt thép cường độ Ra = 2700 kgf/cm2 B.1.2 Phân loại theo tính chất:  Tường cừ có neo B.1.3 Phân loại theo mục đích:  Kết cấu tường cừ chịu áp lực ngang B.1.4 Phân loại theo mơ hình tính tốn:  Do tường cừ có neo cắm vào đất rời (c = 0), sử dụng phương pháp gối đỡ đất tự cho đất rời B.1.5 Giới hạn sơ đồ tính:  Phương pháp gối đỡ đất tự giả thiết tường cừ cứng (trong trình làm việc, phân bố lại áp lực chủ động/áp lực bị động không thay đổi dó tạo vị trí neo có xoay B.1.6 Lựa chọn hệ số an toàn:  Giả sử lấy hệ số an toàn SF = , sau tìm độ sâu chơn tường cừ f ứng với hệ số an toàn C BIỂU ĐỒ ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT Dữ kiện đề lưng tường trơn phẳng ⇒ áp dụng lý thuyết Rankine để tính hệ số áp lực ngang Hệ số áp lực ngang chủ động o Lớp đất thứ (tính từ mặt đất đến chiều sâu H = 7m ) − sin ϕ1 − sin 30 K a1 = = = 0,33 + sin ϕ1 + sin 30 o Lớp đất thứ (tính từ chiều sâu H = 7m đến độ sâu f ) − sin ϕ − sin 30 K a2 = = = 0,33 + sin ϕ + sin 30 Hệ số áp lực ngang bị động o Lớp đất thứ (tính từ mặt đất đến chiều sâu H = 7m ) 1 K p1 = = =3 K a1 0,33 o Lớp đất thứ (tính từ chiều sâu H = 7m đến độ sâu f ) 1 K p2 = = =3 K a 0,33 C Dạng biểu đồ áp lực ngang nước SVTH: MSSV: TRANG b f a 2000 GVHD:TS.DƯƠNG HỒNG THẨM Giả thiết độ sâu chôn cừ f = 6m C Áp lực thuỷ động 2ab 2*5*6 UA = ∗γ n = ∗ 9,81 = 34,62kN / m 2b + a 2*6 + C Lực thấm khối j tác động lên dung trọng • Đất sau tường (dòng thấm hướng xuống) độ sâu từ 2m → m ∆H j= * γ n = ∗ 9,81 = 2,89kN / m ∆L 17 ' γ s = γ + j = ( 20 − 9,81) + 2,89 = 13,08kN / m • Đất sau tường độ sâu từ m → 13m γ s = γ 2' + j = ( 21 − 9,81) + 2,89 = 14,08kN / m • Đất trước tường (dịng thấm hướng lên) độ sâu từ m → 13m γ t = γ 2' − j = ( 21 − 9,81) − 2,89 = 8,3kN / m C.4 Áp lực ngang chủ động • Tại độ sâu z = 2m p1 = γ ∗ z1 ∗ K a1 = 17 ∗ ∗ 0,33 = 11,22kN / m • Tại độ sâu z = m phía sau tường p = p1 + (γ s1 ∗ z ∗ K a1 ) = 11,22 + (13,08 * * 0,33) = 32,8kN / m • Tại độ sâu z = 13m phía sau tường p3 = p + (γ s ∗ z ∗ K a ) = 32,8 + (14,08 * * 0,33) = 60,7 kN / m • Tại độ sâu z = 13m phía trước tường p = γ t ∗ z ∗ K p = 8,3 * * = 149,4kN / m SVTH: MSSV: TRANG 2000 GVHD:TS.DƯƠNG HỒNG THẨM 5000 11.22 kPa BIEU DO AP LUC NGANG CUA DAT 34.62 kPa 6000 32.8 kPa BIEU DO AP LUC NGANG CUA DAT 11.22 kPa 5000 2000 60.7 kPa 149.4 kPa 34.62 kPa 6000 121.5 kPa 27.9 kPa 32.8 kPa 27.9 kPa D XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU CẮM CỪ f SVTH: MSSV: GVHD:TS.DƯƠNG HỒNG THẨM Lấy TRANG ∑ M neo = Ta lập bảng tính tốn sau: L (m) Momen (kNm/mdài) * p1 * z1 = * 11,22 * = 11,22 2 p1 * z = 11,22 * = 56,1 0,33 3,7 3,5 196,4 * ( γ s1 * z * K a1 ) * z = * (13,08 * * 0,33) * = 53,9 2 [ p1 + ( γ s1 * z * K a1 ) ] * z = [11,22 + (13,08 * * 0,33) ] * = 196,8 4,33 233,7 1771 * U A * z = * 34,62 * = 86,55 2 * U A * z = * 34,62 * = 103,86 2 − K p * γ t − K a * γ s * ( z ) * = −364,5 4,3 374,7 830,8 10 -3645 STT Lực/1m tới tường cừ (kN) [ ] Hệ số an toàn : SF = 3645 = 1,1 3,7 + 196,4 + 233,7 + 1771 + 374,7 + 830,8 Lập bảng tính Excel ta được: f SF 0.3 0.5 0.8 1,1 1,4 1,7 2,1 10 2,4 Tra đồ thị Excel hệ số an toàn theo f cho HSAT=2 ⇒ chọn f = 8,9m  Độ sâu thiết kế: f = 1,2 * f = 1,2 * 8,9 = 10,7 m E TÍNH TỐN LỰC TRONG THANH NEO - Bài toán sử dụng hệ số an toàn (dư cân bằng) Muốn xác định lực thực tế neo hệ số an tồn phải ( vừa đạt trạng thái cân giới hạn) - Tra dóng đồ thị với hệ số an tồn = ⇒ f = 5,9m • Áp lực thuỷ động tính tốn sau: * * 5.9 U AB = * 9,81 = 34,4kN / m (2 * 5,9) + ∆H j= *γ n = * 9,81 = 2,9kPa ∆L 16,8 • Đất sau tường (dịng thấm hướng xuống) độ sâu từ 2m → m γ s1 = γ 1' + j = ( 20 − 9,81) + 2,9 = 13,09kN / m SVTH: MSSV: GVHD:TS.DƯƠNG HỒNG THẨM TRANG • Đất sau tường độ sâu từ 7m → 12,9m γ s = γ 2' + j = ( 21 − 9,81) + 2,9 = 14,09kN / m • Đất trước tường (dịng thấm hướng lên) độ sâu từ m → 12,9m γ t = γ 2' − j = ( 21 − 9,81) − 2,9 = 8,29kN / m Lập lại bảng tính có kể đến lực Tneo STT Lực/1m tới tường cừ (kN) * p1 * z1 = * 11,22 * = 11,22 2 p1 * z = 11,22 * = 56,1 * ( γ s1 * z * K a1 ) * z = * (13,09 * * 0,33) * = 53,99 2 [ p1 + ( γ s1 * z * K a1 ) ] * z = [11,22 + (13,09 * * 0,33) ] * 5,9 = 193,63 * U AB * z = * 34,4 * = 86 2 * U AB * z = * 34,4 * 5,9 = 103,2 2 − K p * γ t − K a * γ s * ( z ) * = −351,93 [ ] ∑ H = ⇔ Tneo = (11,22 + 56,1 + 53,99 + 193,63 + 86 + 103,2) − 351,93 = 152kN / 1mtoi  Theo TCVN 5308 – 91, khoảng cách nằm ngang chống từ 1,5 → 2m Chọn neo rời @ = 2m Tthietkee = * 152 * 1,25 = 380kN  Theo nhiệm vụ thiết kế, thép dùng để tính tốn neo có Ra = 2700kgf / cm = 270000kN / m Ttke 380 Fneo = = = 1,407.10 −3 m ⇔ Fneo = 14,07cm Ra 270000  Tra bảng chọn thép tròn 2Φ30( F = 14,14cm ) E.1 Bề rộng neo  Chiều sâu đặt neo * Tneo * 380 d= = = 2,9m l ∗ ( Kp − Ka ) * γ * ( − 0,33) * 17  Bề rộng neo B = * ( d − a ) = * ( 2,9 − 1) = 3,8m Nhận xét : B neo lớn so với chiều sâu đặt neo, phương án đặt neo không thực Ta sử dụng phương án bệ neo móng cọc E 1.1 Chọn chiều sâu đặt móng thoả mãn điều kiện móng cọc đài thấp Chọn Bm = 2m SVTH: MSSV: GVHD:TS.DƯƠNG HỒNG THẨM TRANG  30  *152  * hm > 0,7 * tg  45 − = 1,2 ⇒ chọn hm = 1,5m  17 *  E 1.2 Chiều dài cốt thép neo vào đài cọc Tneo * 1,25 152 * 1,25 Lneo = = = 1m η * Ψ * τ bamdinh 0,094 * 2500 * 0,8 E 1.3 Cọc BTCT 20x 20 , cốt thép 4Φ16 , đoạn thép chờ ngàm vào đài cọc: l ≥ 30Φ = 30 * 20 = 600mm ⇒ chọn l = 600mm Hdai ≥ * l = * 600 = 1200mm ⇒ chọn Hdai = 1,2m E 1.4 Tính tốn chiều dài neo Ltke ≥ ( H + f ) * tgϕ = ( + 5,9 ) * tg 30 = 7,45m ⇒ chọn Ltke = 7,5m 1500 2000 2Ø30 600 7500 Tải FULL (14 trang): https://bit.ly/3knFgDa Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net SVTH: MSSV: 1200 2Ø30 GVHD:TS.DƯƠNG HỒNG THẨM TRANG F VẼ BIỂU ĐỒ MOMEN VÀ LỰC CẮT Lực cắt momen vị trí y = 1m phía điểm B 1000  Ro QB MB Ta có : 1000  p = γ * Z * K a1 = 17 * * 0,33 = 5,61kN / m R0 = * p * Z = / * 5,61 * = 2,8kN / mdai T QB = − R0 = −2,8kN / mdai M B = *1 * R0 = 0,9kNm / mdai Lực cắt vị trí y = phía bên điểm B Ro Tneo=152kN/mdai QB MB QBP = − R0 + Tneo = −2,8 + 152 = 149,2kN / mdai Lực cắt momen vị trí C 1000  Tneo=152kN/mdai 1000 Ro C QC MC SVTH: MSSV: 2283922 ... loại theo tính chất:  Tường cừ có neo B.1.3 Phân loại theo mục đích:  Kết cấu tường cừ chịu áp lực ngang B.1.4 Phân loại theo mơ hình tính tốn:  Do tường cừ có neo cắm vào đất rời (c = 0), sử... neo cắm vào đất rời (c = 0), sử dụng phương pháp gối đỡ đất tự cho đất rời B.1.5 Giới hạn sơ đồ tính:  Phương pháp gối đỡ đất tự giả thiết tường cừ cứng (trong trình làm việc, phân bố lại áp lực... chơn tường cừ f ứng với hệ số an toàn C BIỂU ĐỒ ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT Dữ kiện đề lưng tường trơn phẳng ⇒ áp dụng lý thuyết Rankine để tính hệ số áp lực ngang Hệ số áp lực ngang chủ động o Lớp đất