giải nội lực kết cấu phương án 1 theo hệ số đất nền

giải nội lực kết cấu phương án 1 theo hệ số đất nền

Chương 7

Giải nội lực kết cấu phương án 1 theo phương pháp hệ số đất nền

1 Phương pháp tính.

Với phương pháp hệ số nền ta sử dụng chiều dài thực tế của các cọc và có kể đến sự làm việc đàn hồi của đất nền

Ta chia cọc thành những đoạn bằng nhau và bằng 1m,Trên mỗi đoạn ta gán liên kết lò xo chống chuyển vị theo 2 phương,độ chống chuyển vị thông qua hệ số nền của đất tại vị trí đang xét

Hệ số nền được tính theo công thức của J.E Bowles

) (

40 ) 5

0

(

K s  c      q Trong đó: c:lực dính của đất (KN/m2)

: dung trọng đất (KN/m3) B: Bề rộng tính toán (m)

N c, N, N q: là hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất

2 Hệ số nền.

Dựa vào mặt cắt ngang điển hình cho phân đoạn 1 ta xác định hệ số nền tại các độ sâu cọc cắm trong đất

Chỉ số của các lớp đất:

 Lớp 1:= 7001’ => Nc = 8.151, Nq = 2.001, N = 0.78

 Lớp 2:= 240 => Nc = 23.361, Nq = 11.401, N = 8.76

 Lớp 3:= 12055’ => Nc = 11.41, Nq = 3.634, N = 1.98

 Lớp 4:= 16019’ => Nc = 13.676, Nq = 4.922, N = 3

 Lớp 5a:= 240 => Nc = 23.361, Nq = 11.401, N = 8.76

115

Do độ sâu các lớp đất thay đổi nên ta lấy bề dày của các lớp đất 1,2,3,4 là trung bình 4m,lớp 5a chứa hết phần cọc còn lại

Hệ số nền ứng với độ sâu cọc cắm vào đất nền:

Lớp

Độ sâu

Hệ số nền(T/m3)

Độ cứng lò xo(T/m)

Độ cứng lòxo(T/m2)

116

21 96995 9699.5 10659.729

3 Giải nội lực kết cấu.

Tải trọng và các tổ hợp tải trọng như phương pháp giải cọc ngàm vào đất

117

118

Lực dọc trong cọc lớn nhất (Biểu đồ bao)

Momen trong cọc lớn nhất (Biểu đồ bao)

119

Momen âm trong dầm ngang lớn nhất (Biểu đồ bao)

120

Momen dương trong dầm ngang lớn nhất (Biểu đồ bao)

Lực cắt âm trong dầm cần trục lớn nhất (Biểu đồ bao)

121

Lực cắt dương trong dầm cần trục lớn nhất (Biểu đồ bao)

Lực cắt âm trong dầm dọc lớn nhất (Biểu đồ bao)

122

Lực cắt dương trong dầm dọc lớn nhất (Biểu đồ bao)

123

Mômen âm trong dầm dọc lớn nhất (Biểu đồ bao)

Mômen dương trong dầm dọc lớn nhất (Biểu đồ bao)

124

Mômen dương trong dầm cần trục lớn nhất (Biểu đồ bao)

Mômen âm trong dầm cần trục lớn nhất (Biểu đồ bao)

125

Lực cắt dương trong dầm ngang lớn nhất (Biểu đồ bao)

Lực cắt âm trong dầm ngang lớn nhất (Biểu đồ bao)

126

Mômen dương M22 theo phương cạnh dài

127

Chuyển vị tại đầu cọc ngoài cùng lớn nhất

128

4 So sánh phương pháp giải nội lực bằng hệ số nền và giải nội lực bằng phương pháp cọc ngàm vào đất theo hệ số kinh nghiệm.

4.1 Về quan niệm tính toán.

Phương pháp cọc ngàm vào đất thì chiều dài tính toán của cọc được dựa trên kinh nghiệm với Lu = L0 +  ,trong đó hệ số  là hệ số kinh nghiệm lấy giá trị từ

5 đến 10.Cọc được quan niệm là ngàm luôn vào đất.Do đó chiều dài tính toán của cọc thường ngắn hơn chiều dài thực mà cọc đóng vào đất nền

Phương pháp hệ số nền thì coi đất nền làm việc đàn hồi nên cọc được tính toán với chiều dài thực của cọc,đất nền là những lò xo đàn hồi,hệ số đất nền được tính toán qua một số công thức thực nghiệm hoặc kinh nghiệm

4.2 Về kết quả nội lực tính toán.

Phương án

Nội lực

Phương án cọc ngàm

Phương án hệ số nền

Tỉ lệ giữa các PA

Nội lực trong

dầm dọc

Mmax (Tm) 33.87 35.32 1 : 1.043

Mmin (Tm) -29.86 -32.28 1 : 1.081

Qmin (Tm) -25.05 -24.95 1 : 0.996 Nội lực trong

dầm ngang

Mmax (Tm) 51.32 58.98 1 : 1.267

Mmin (Tm) -98.41 -124.74 1 : 1.267

Qmin (Tm) -43.38 -53.15 1 : 1.225 Nội lực trong

dầm cần trục

Mmax (Tm) 68.96 74.19 1 : 1.076

Mmin (Tm) -94.74 -113.41 1 : 1.197

Qmin (Tm) -88.33 -89.68 1 : 1.015 Nội lực trong

cọc

Mmin (Tm) -11.56 -15.44 1 : 1.335

Nmin (Tm) -168.61 -155.86 1 : 0.924

129

Chuyển vị tại

đầu cọc

Phương pháp cọc ngàm vào đất có chiều dài tính toán của cọc nhỏ hơn phương pháp hệ số nền, nội lực trong cọc lớn hơn so với phương pháp hệ số nền,chuyển

vị đầu cọc nhỏ hơn so với phương pháp hệ số nền.Mặt khác phương pháp hệ số nền cọc làm việc đàn hồi do đó nội lực trong dầm bản cũng lớn hơn trong phương pháp cọc ngàm vào đất

Ta thấy phương pháp cọc ngàm vào đất thì chiều dài tính toán của cọc ngắn do đó chưa phản ánh đúng sự làm việc thực của đất nền và cọc.Phương pháp hệ số nền thì phản ánh được chiều dài tính toán thực và sự làm việc của đất nền nhưng việc tính toán hệ số nền thường có sự chênh lệch do đó đòi hỏi độ chính xác trong tính toán hệ số nền.Vì vậy nếu tính toán hệ số nền tốt thì việc giải nội lực theo phương pháp hệ số nền sẽ cho kết quả sát thực hơn /

130