Bài tập lớn tường chắn đất - mã đề A06C010-GCHD TS.Dương Hồng Thẩm

Dương Hồng Thẩm - Vẽ lại tường chắn theo tỉ lệ đủ lớn - Vẽ lại cung trượt tròn - Chia phần tử của cung trượt thành những lát, tính trọng lượng từng lát Wi - Tính tổng những lực tác động

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

1 LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC SƠ BỘ VÀ KHẢ THI CỦA SƠ ĐỒ TÍNH 3

1.1 Chọn sơ bộ kích thước tường chắn theo các công thức kinh nghiệm dưới đây: 3

1.2 Kích thước sơ bộ tường chắn 4

2 TÍNH TOÁN VÀ VẼ ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT 4

2.1 Tính toán áp lực chủ động 4

2.2 Biểu đồ áp lực chủ động 6

3 KIỂM TRA CÁC ĐIỀU KIỆN AN TOÀN: 7

3.1 Kiểm tra về lật quanh mũi 9

3.2 Kiểm tra về trượt ngang 9

3.3 Kiểm tra về khả năng chịu tải của nền 10

3.4 Kiểm tra về ổn định tổng thể (trượt xoay SF ≥ 1.5) 11

4 TÍNH TOÁN CỐT THÉP 13

4.1 Tính toán cốt thép cho bản đứng 13

4.1.1 Bố trí thép cho phần 3 của bản đứng (đoạn ¾ lt) 15

4.1.2 Bố trí thép cho phần 2 bản đứng 18

4.1.3 Bố trí thép cho phần 1 bản đứng 20

4.2 Tính toán cốt thép cho bản đáy 22

4.2.1 Tính toán phần 1 bản đáy 23

4.2.2 Tính toán phần 2 bản đáy 27

4.2.3 Tính toán phần 3 bản đáy 31

4.2.4 Tính toán phần 4 bản đáy 35

4.3 Tính toán bản chống 39

4.3.1 Tính cốt thép chịu kéo 39

4.3.2 Xác định cốt thép đai ngang 41

4.3.3 Xác định cốt thép đai đứng 42

5 Ý kiến của sinh viên về bài tập lớn Tường Chắn Đất đã thiết kế 43

- A : Tường chắn đất Bê tông cốt thép

- 0 : Không neo

- 6 : =0 ; i=10(độ) ; Z1=1.5 m

- C : c=0 ; =36(độ) ; =17 kN/m3 ; 1BH=21 kN/m3 ;

c2=0 ; 2=30(độ) ; 2BH=21 kN/m3

- 0 : Chiều sâu đặt thanh neo = 0

- 1 : Vật liệu sử dụng : là BTCT, mác 300 và cốt thép cường độ Ra=2700 kgf/cm2

- 0 : Không yêu cầu tính thanh neo

1 LỰA CHỌN KÍCH THƯỚC SƠ BỘ VÀ KHẢ THI CỦA SƠ ĐỒ TÍNH1.1 Chọn sơ bộ kích thước tường chắn theo các công thức kinh nghiệm dưới đây:

- Đề cho H=8m (chiều cao tính từ mặt đất trước ngực tường lên đỉnh tường)

- Bề rộng móng: qua nhiều lần tính toán chọn B = 13m

- Chiều cao móng: h = 1m

- Chọn chiều sâu chôn móng: Df = 2m

- Tổng chiều cao tường Ht = H+Df = 8+2 = 10 (m) Vì 6m < Ht = 10m → chiều caotường khá lớn nên chọn phương án thiết kế tường chắn có bản chống phía sau lưngtường là khả thi

1.2 Kích thước sơ bộ tường chắn

2 TÍNH TOÁN VÀ VẼ ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT

2.2 Biểu đồ áp lực chủ động

3 KIỂM TRA CÁC ĐIỀU KIỆN AN TOÀN:

- An toàn về lật quanh mũi (SF ≥ 2)

- An toàn về trượt ngang (SF ≥ 1.5)

tan 1702.8329 tan(2 30 / 3)

1.03 1.5601.03

→ Phải thêm vấu chống trượt

- Cấu tạo: cốt dọc 414, cốt đai 6a200 (xem bản vẽ)

- Nhận xét: áp lực ngang chủ động tác dụng lên vấu chống trượt là nhỏ so với áp lực

ngang bị động nên cấu tạo thêm vấu làm tăng khả năng chống trượt của tường

3.3 Kiểm tra về khả năng chịu tải của nền

- Theo công thức của Vesic (tính trên mỗi mét dài)

1'2

D F

3.4 Kiểm tra về ổn định tổng thể (trượt xoay SF ≥ 1.5)

Ta có 2 cách tính toán:

 Tính toán theo giáo trình Nền móng (Ths Lê Anh Hoàng)

 Tính toán theo giáo trình Tường chắn đất (TS Dương Hồng Thẩm)

- Vẽ lại tường chắn theo tỉ lệ đủ lớn

- Vẽ lại cung trượt tròn

- Chia phần tử của cung trượt thành những lát, tính trọng lượng từng lát Wi

- Tính tổng những lực tác động lên mặt phẳng thẳng đứng kẻ qua gót và cánh tay

đòn đối với tâm trượt

- Tính Tp ma sát và lực dính tác động lên từng lát

- Tính tổng Moment xoay và Moment chống xoay

- Tính tỉ số FS = Moment giữ / Moment xoay

- Chọn ra Fmin

4 TÍNH TOÁN CỐT THÉP

4.1 Tính toán cốt thép cho bản đứng

- Trong đoạn ¾ khoảng cách bản chống tính từ mặt trên bản đáy trở lên thì sơ đồ

tính là một bản ngàm 3 cạnh, cạnh còn lại tự do, hai cạnh liên kết ngàm với bảnchống, cạnh thứ 3 liên kết ngàm với bản đáy Phần bản đứng còn lại được tínhtoán như dầm liên tục qua các gối tựa là các bản chống

- Khoảng cách giữa 2 bản chống tường chắn là: lt = 4 (m)

- Chiều cao cạnh ngàm theo phương đứng:

 Tính áp lực tại các vị trí đã chia của bản đứng

→ P3 = 72.2505+0.2596x(21-10)x3+10x3 = 110.8173KN/m2

Sơ đồ áp lực đất tại các vị trí đã chia của bản đứng

4.1.1 Bố trí thép cho phần 3 của bản đứng (đoạn ¾ l t )

- Sơ đồ tính là một bản ngàm 3 cạnh ,cạnh còn lại tự do, hai cạnh liên kết ngàm với

bản chống, cạnh thứ 3 liên kết ngàm với bản đáy

Sơ đồ tính đoạn ¾ l t bản đứng (3m)

- Biểu đồ áp lực ngang hình thang chia làm 2 phần:

Áp lực tác dụng lên bản đứng 3/4l t

- Tổng áp lực chủ động của hình tam giác là:

0.01810.0246

0.07190.0534

0.00990.0544

m m





1 2

0.07180.1078

k k

- Cấu tạo:

Bố trí 10a200 tại gối và nhịp ô bản theo 2 phương

4.1.2 Bố trí thép cho phần 2 bản đứng

- Sơ đồ tính là dầm liên tục nằm ngang qua các gối tựa là các bản chống

- Áp lực phân bố đều trên mỗi mét dài

- Áp lực chủ động của hình tam giác là:

- Cấu tạo:

Bố trí tại gối áp biên 16a200, tại nhịp biên 16a200, tại nhịp giữa 14a250

4.1.3 Bố trí thép cho phần 1 bản đứng

- Sơ đồ tính là dầm liên tục nằm ngang qua các gối tựa là các bản chống

- Áp lực phân bố đều trên mỗi mét dài

- Áp lực chủ động của hình tam giác là:

- Cấu tạo:

Bố trí tại gối áp biên 10a200, tại nhịp biên 10a200, tại nhịp giữa 10a200

4.2 Tính toán cốt thép cho bản đáy

Bản đáy được chia làm nhiều phần:

- Phần 1: phần ¾ lt từ sát bản đứng tính ra được tính toán như bản ngàm 3 cạnh (2

cạnh là bản chống, 1 cạnh là bản đứng), cạnh thứ tư là tự do Chịu áp lực hìnhthang là hiệu của áp lực phản lực từ dưới lên (hình thang) và áp lực do chiều caođất đè lên bản đáy

- Phần 2 và 3: phần còn lại được tính toán như dầm liên tục qua các gối tựa là các

Sơ đồ tính:

- Phần ¾ lt từ sát bản đứng tính ra được tính toán như bản ngàm 3 cạnh (2 cạnh là

bản chống, 1 cạnh là bản đứng), cạnh thứ tư là tự do Chịu áp lực hình thang làhiệu của áp lực phản lực từ dưới lên (hình thang) và áp lực do chiều cao đất đè lênbản đáy

0.07190.0534

0.00990.0544

m m





1 2

0.07180.1078

k k

- Cấu tạo:

Bố trí 10a200 tại gối và nhịp ô bản theo 2 phương

- Cộng biểu đồ, ta có:

- Chia áp lực thành 2 phần tam giác

- Áp lực của hình tam giác lớn là:

Sơ đồ truyền tải

- Moment tại vị trí gối áp biên:

Biểu đồ moment Bảng tính toán bố trí thép

ho(m)

- Cấu tạo:

Bố trí tại gối áp biên 10a200, tại nhịp biên 10a200, tại nhịp giữa 10a200

- Cộng biểu đồ, ta có:

- Chia áp lực thành 2 phần: tam giác và chữ nhật

- Áp lực của hình tam giác là:

Sơ đồ truyền tải

- Moment tại vị trí gối áp biên:

Biểu đồ moment Bảng tính toán bố trí thép

ho(m)

- Cấu tạo:

Bố trí tại gối áp biên 10a200, tại nhịp biên 10a200, tại nhịp giữa 10a200

- Cộng biểu đồ, ta có:

- Chia áp lực thành 2 phần: tam giác và chữ nhật

- Áp lực của hình tam giác là:

Sơ đồ truyền tải

- Moment tại vị trí gối áp biên:

Biểu đồ moment Bảng tính toán bố trí thép

ho(m)

- Cấu tạo:

Bố trí tại gối áp biên 16a150, tại nhịp biên 16a150, tại nhịp giữa 16a150

- Bản chống chịu moment:

1601.03 4 (1 10) 10417.8533

→ Mc > M (trục trung hòa đi qua cánh)

- Tại mặt ngàm có moment Mmax = 10417.8533 kNm

h o (m)

- Cấu tạo: Bố trí 425a150

4.3.3 Xác định cốt thép đai đứng

- Cốt đai sinh ra là do lực tách tác dụng nên ta tính cho cùng 1 lực tách T

→ Chọn n = 100 cây Trên 1m bản chống ta bố trí bố trí thành hai lớp cốt thép đứngdọc theo chiều ngang của bản chống → mỗi bên 50 đai → a200

5 Ý kiến của sinh viên về bài tập lớn Tường Chắn Đất đã thiết kế

- Trong quá trính thực hiện bài tập lớn em nhận thấy: Để thiết kế tường chắn thỏa

mãn được các điều kiện cần kiểm tra Việc quan trọng nhất ban đầu là dự kiếnđược sơ đồ tính của tường chắn đồng thời xác định kích thước hợp lý của tường,ban đầu cần thực hiện chọn sơ bộ dựa vào các công thức kinh nghiệm, em có thamkhảo qua các tài liệu: bài giảng của thầy Dương Hồng Thẩm, nền và móng (LêAnh Hoàng), cơ học đất (Vũ Công Ngữ-Nguyễn Văn Thông), và một số các kíchthước của các bài tập

- Phân tích rõ đề bài và khối lượng tính toán Lưu ý để gốc i và chiều sâu mặt nước

ngầm

- Tiếp đó là việc kiểm tra các điều kiện, trong đó điều kiện về khả năng chịu tải của

nền là quan trọng và khó thỏa mãn nhất nếu không thỏa cần phải điều chỉnh lạikích thước tường sao cho hợp lý, em tiến hành điều chỉnh bằng cách lập file excel.Sau khi có được một kích thước hợp lý (thỏa mãn các điều kiện kiểm tra), tiếnhành tính toán nội lực trong tường chắn và tính toán cốt thép Các hệ số an toànđược lấy tăng dần theo mức độ nguy hiểm của các điều kiện, đồng thời số liệu địachất đề bài cho khá sát với thực tế nên tính thực tế của tường chắn cao

- Em xin chân thành cảm ơn thầy Dương Hồng Thẩm đã hướng dẫn tận tình môn

học Tường Chắn Đất giúp em trang bị thêm kiến thức cho nghề xây dựng dândụng