Đồ án Thiết kế tường chắn đất và vách Thiết kế Gara Ô tô ngầm 6 tầng thi công theo phương pháp Top Down

3.1.1 Tải trọng thờng xuyên: Gồm tải trọng bản thân công trình ngầm, lớp áo đờng và các mạng kỹ thuật, áp lực đất và nớc , tải trọng do nhà hoặc công trình lân cận gây lên.. 3.1.2 Tải tr

Phần I: Số liệu đề bài.

1 Nhiệm vụ của Đồ án: Thiết kế tờng chắn đất và vách

2 Lựa chọn đề tài: Thiết kế Gara Ô tô ngầm 6 tầng thi công theo phơng pháp đào Hở : Top- Down

3 Hớng dẫn làm đồ án:

3.1 Tải trọng : Theo TCVN 2737 : 1995, chia làm 3 loại: thờng xuyên, tạm thời (dài hạn, ngắn hạn), đặc biệt

3.1.1 Tải trọng thờng xuyên:

Gồm tải trọng bản thân công trình ngầm, lớp áo đờng và các mạng kỹ thuật, áp lực đất và nớc , tải trọng do nhà hoặc công trình lân cận gây lên 3.1.2 Tải trọng tạm thời:

Tải trọng tạm thời dài hạn bao gồm: Trọng lợng các thiết bị cố định, của công trình, áp lực thủy tĩnh nớc ngầm, áp lực chất lỏng và khí đốt trong

bể chứa; tải trọng của con ngời, phơng tiện lên mái sàn, tải trọng do hấp thụ độ ẩm và từ biến vật liệu

Tải trọng tạm thời ngắn hạn: áp lực bổ sung của đất do tải trọng chuyển

động trên mặt đất tác dụng; tác động của nhiệt độ, khí hậu

3.1.3 Tải trọng đặc biệt:

Tải trọng động đất, tác động nổ mìn, biến dạng nền do đất ớt lún, đông lạnh đất hoặc do sự cố nào đó gây lên….Ngoài ra còn tải trọng do: tác .Ngoài ra còn tải trọng do: tác

động của nhiệt độ, tác động của lực trơng nở của đất , tải trọng va đập, tải trọng tạm thời từ đoàn ngời đi trên hoặc trong CTN

3.1.4 Tổ hợp tải trọng:

Tổ hợp cơ bản: tải trọng thờng xuyên và tải trọng tạm thời

Tổ hợp đặc biệt: tải trọng cố định, tải trọng lâu dài, tải trọng ngắn hạn còn có tải trọng đặc biệt

3.2 Đánh giá địa chất công trình:

3.2.1 Địa chất công trình:

Đặc điểm địa chất của khu vực xây dựng( vị trí và chiều sâu hố

khoan):

Sét kẹp sét pha nửa cứng 18,0

9,0 3,0

30 m

Sét pha nhẹ dẻo mềm

Sét pha dẻo cứng

Đất lấp

Hình 1: Trục địa chất Bảng 1: Chỉ tiêu cơ lý đất

ST

T

Tên lớp

đất

Độ dày

W (%) w (g/

cm3)

s (g/

cm3)

(kPa)

(kPa)

(m) (0)

2 Sét pha

nhẹ dẻo

cứng

8

7

12

8

0.4 5

0.17 10.7

8

2133

3 Sét pha

nhẹ dẻo

mềm

1

2

9.6 0.6

7

0.14 11.0

2

2814

4 Sét kẹp

sét pha

nửa cứng

10 25

1

6

13

1

0.0 7

0.26 14.1

0

1149 0

Nhận xét:

Lớp 2 : sét pha nhẹ dẻo cứng có mô đun biến dạng E=2.133MPa<

5Mpa đất chịu nén kém, 0.25<Is=0.45<0.5, suy ra đất ở trạng thái dẻo

cứng

Lớp 3: Sét pha nhẹ dẻo mềm có mô đun biến dạng

E=2.814MPa<5MPa đất chịu nén kém, Is=0.67>0.5 đất ở trạng thái

dẻo mềm

Lớp 4: Sét kẹp sét pha nửa cứng có mô đun biến dạng E=11.49MPa

>5MPa đất chịu nén tốt ,Is=0.07 đất ở trạng thái nửa cứng

Mực nớc ngầm sâu 3m so với cos tự nhiên

tầng 6

đáy bê tông lót

Sét kẹp sét pha nửa cứng 18,0

9,0

3,0 0,00

30 m

Sét pha nhẹ dẻo mềm

Sét pha dẻo cứng

Đất lấp MNN

tầng 5 tầng 4 tầng 3 tầng 2 tầng1

Hình 2: Mặt cắt đứng công trình

Hình 3: Mặt cắt bằng của công trình

Phần II: tính toán tảI trọng.

1.Tính toán áp lực ngang tác dụng lên công trình.

áp lực ngang tác động thờng xuyên: áp lực đất, áp lực nớc ngầm ổn

định

áp lực ngang tác động tạm thời( ngắn hạn, dài hạn): áp lực từ các

ph-ơng tiện giao thông, áp lực từ các thiết bị đặt bên trên công trình, trong khối trợt

áp lực ngang đặc biệt: áp lực động đất, áp lực trơng nở đất, áp lực của dòng xe chuyển động trên khối trợt, các tác động khác theo phơng ngang

1.1 Xác định tải trọng

a) Tĩnh tải

Trọng lợng bản thân các lớp cấu tạo sàn:

1- Vữa trát ( 2,5cm)

2- Bản BTCT ( hb= 10cm)

3- Vữa xi măng ( 2cm)

Vữa lát nền BTCT Vữa trát

Mặt cắt cấu tạo sàn

Hình 4: Mặt cắt cấu tạo sàn.

Trọng lợng bản thân các lớp cấu tạo sàn g = (γ γ δ )i  fi i i

Bảng 3: Tải trọng tính toán.

Lớp cấu

tạo

Chiều dày i (mm)

Trọng lợng riêng i ( KN/m 3 )

Hệ số độ tin cậy

Trị tính toán

g s (KN/m 2 )

Vữa lót

Btct

Vữa trát

25 250 15

18 25 18

1,3 1,1 1,3

0,59 6,875 0,351

b) Hoạt tải

ps= f b, Pt/c = 1,2 10= 12 (KN/m2)

c Tổng tải trọng tác dụng lên trục dải bản

q b  (g sp b s)  (6, 656 12).1 18,656   (KN/m)

d Tải phân bố từ sàn truyền vào dầm :

+ Dạng phân bố không đều :

Hình 5 : Tải sàn phân bố vào tờng và vách.

Tải cho tờng chắn: q = qs.S(acd)

1

1 l

suy ra : q=18,656 6,6.3,3 1

6.6=61,56 (kN/m), lấy qt=62kN/m

TảI cho vách : q = qs.S(abc)

2

1 l

q

q

t ờng

vách

c

d

b

vách

a

c'

suy ra : q=18,656 15,3451

6=47,7 (kN/m), lấy qt=48kN/m, lấy N1= 2.qt.l2= 2.48.6=576 (kN)

Hình 6: Một phần mặt cắt ngang- thể hiện sàn.

2.Xác định nội lực:

Tính toán: ta sử dụng phần mềm Plaxis chạy ra các trờng hợp tổ hợp ,

đợc kết quả nh sau:

H×nh 7: KÕt qu¶ ch¹y ch¬ng tr×nh phÇn mÒm Plaxis ( trêng hîp tæng t¶i)

Tæng biÕn d¹ng lín nhÊt lµ 361.98* 10-3m

Hình 8: Hình dạng tổng ứng suất sau khi chạy chơng trình(ú max = -735.73

kN.m 2 )

Ta đợc biểu đồ mô men nh hình vẽ:

363,961

60,384

216,507

254,218

250,679 253,127

95,384

278,973

360,209

Hình 9:Biểu đồ Mô men của tờng cừ

(tổ hợp những trờng hợp mô men lớn nhất của các tổ hợp tải trọng và các

giai đoạn thi công)

26,922

108,692

4,882

393,518 423,767

289,328 180,035 75,042

218,282 26,016

Hình10:Biểu đồ Lực dọc của tờng cừ

Hình 11:Biểu đồ áp lực đất lên tờng cừ

4.Tính cốt thép:

- Bê tông cấp độ bền B15 có Rb = 11,5 Mpa, vì thi công đổ bê tông thẳng

đứng nên hệ số b=0,85, suy ra Rb=9,78

- Cốt thép dọc sử dụng loại CII : Rs= 280 Mpa

a Tính và bố trí cốt thép cho tờng chắn:

-Chọn kích thớc tờng chắn là 6002200, coi tính toán cho từng đoạn tờng

là tính toán cốt thép cho cột dẹt, suy ra: b=2200mm, h=600mm

- Nhận xét : đây là cấu kiện chịu mô men một dấu, nên ta chọn phơng án

tính toán cốt thép không đối xứng :As # As ’.

-Xét ảnh hởng của uốn dọc: u=

iu

lo

, với iu=0.288h=, với l0 là chiều cao các tầng, lấy=3300m( tầng 1), =2050mm(tầng 2I6), và h=600mm,

Suy ra: u=

iu

lo

={19(với tầng 1),=12(với các tầng 2 I 6)} 28, lấy =1

- Độ lệch tâm phân giới: ep=0,4.(1,25.h-R.h0)

- Độ lệch tâm ngẫu nhiên: ea ( 1 1

600l và30h) =20mm

- Kiểm tra độ lệch tâm: e1=

N

M

=

- So sánh ep với e0 để đa về các trờng hợp tính toán:





0

0

p

p

e e nén lệch tam lớn

e e nén lệch tam nhỏ

- Trờng hợp độ lệch tâm lớn: e0ep , giải bài toán theo cách cho trớc x:

As =’  .(  0,5 )

Rsc.Za

Ne Rb b x ho x

nhận thấy As <0 với mọi x, ’.

Do vậy diện tích cốt thép chịu nén As đặt theo thép cấu tạo, ’.

Diện tích cốt thép chịu kéo tính theo công thức đặc biệt : As= (  )

Rs.Za

N e Za

Tính theo các công thức trên ta đợc số liệu tính toán nh bảng sau:

Bảng 4:

ST

a=a

1

220

0

60

0 70

53 0

46 0

330 0

9.7 8

28 0

0.65 6

906868.

6 59228.4

-867.615 6935.14

2

220

0

60

0 70

53 0

46 0

205 0

9.7 8

28 0

0.65 6

551493.

8 10753.6 -3713.3 4262.581

3

220

0

60

0 70

53 0

46 0

205 0

9.7 8

28 0

0.65 6

556879.

4

165092.

4

-3395.88 4028.79

4

220

0

60

0 70

53 0

46 0

205 0

9.7 8

28 0

0.65 6

559279.

6 396077

-2964.77 3634.953

220

0

60

0 70

53 0

46 0

205 0

9.7 8

28 0

0.65 6

613740.

6

636521.

6

-2112.57 3628.421

6

220

0

60

0 70

53 0

46 0

205 0

9.7 8

28 0

0.65

6 80071.2

865739.

6

-4750.95 5283

7 220

0

60

0 70

53 0

46 0

545 0

9.7 8

28 0

0.65 6

792459.

8

932287.

4

4153.91

1 4487.839

KiÓm tra ®iÒu kiÖn h¹n chÕ: =

A

As

, cã18<<35 th× 2min=2.0.001=0.002

**/Bè trÝ thÐp cho c¸c ®o¹n t êng nh sau:

- §o¹n1:

As=69,35cm2, chän 2320

 As chän=72,3cm2 ,

kho¶ng c¸ch :

a=2200 2 70 2 12   

KiÓm tra tØ lÖ c«t thÐp:

=

A

As

= 7230

600.2200=0.005, tháa m·n

H×nh 12: MÆt c¾t I-I

- §o¹n 2:

As=42,6cm2, chän 1520

 As chän=53,4cm2 ,

KiÓm tra tØ lÖ c«t thÐp:

=

A

As

= 5340

600.2200=0.004, tháa m·n

H×nh 12: MÆt c¾t II-II

_

_

SVTH: L¬ng ThÞ H»ng _ Líp 07XN Trang: 15

MÆt c¾t I-I

1

12 20 a=92,4

2 20

4 1 20

7

12 14 a=185

a=216

1

a=92,4

7

a=185

a=216

MÆt c¾t II-II

1

12 20 a=92,4

3

2 20

4 1 20

7

12 14 a=185

a=216

- §o¹n 3:

As=40,3cm2, chän 1320

 As chän=40,85cm2 ,

KiÓm tra tØ lÖ c«t thÐp:

=

A

As

= 4053

600.2200=0.003, tháa m·n

H×nh 12: MÆt c¾t III-III

- §o¹n 4 vµ 5:

As=36,3cm2 , chän 1220

 As chän=37,7 cm2

KiÓm tra tØ lÖ c«t thÐp:

=

A

As

= 3770

600.2200=0.00285,

tháa m·n

H×nh 12: MÆt c¾t IV-IV

- §o¹n 6:

As=52,83 cm2 , chän 1720

 As chän=53,4 cm2

KiÓm tra tØ lÖ c«t thÐp:

=

A

As

= 5340

600.2200=0.004,

tháa m·n

H×nh 12: MÆt c¾t V-V

- §o¹n 7:

_ _

MÆt c¾t IV-IV

1

12 20 a=92,4

7

12 14 a=185

a=216

MÆt c¾t V-V

1

a=92,4

7

12 14 a=185

a=216

6

1

a=92,4

7

12 14

6

As=44,87 cm2 , chọn 1520

 As chọn=47,1 cm2

Kiểm tra tỉ lệ côt thép:

=

A

As

= 4710

600.2200=0.0035,

thỏa mãn

Hình 12: Mặt cắt VI-VI

b Tính và bố trí cốt thép cho vách:

- Chọn kích thớc vách là: 3006000 Tính cốt thép đặt theo chu vi

Vẽ biểu đồ tơng tác cho tiết diện trên với các số liệu sau : b=300mm, h=6000mm, Rb=11.5, ób=0.85, Rs=Rsc=280, a=40mm

Cốt thép gồm 5612 xếp thành 27 lớp (3+2+2+ +2+3)

Số liệu về cốt thép ghi trong bảng sau:

Bảng 6:

Kết quả tính toán các thành phần và giá trị của N, M ghi trong bảng sau:

Bảng 7:

(103)

úsiAsi (103)

N (103)

0,5.Rbbx(h-x) (106)

úsiAsiyi (106)

M* (106)

2400 8E+03 -77.172 8357 1E+04 4.3E+03 19176

Kiểm tra với cặp nội lực các tầng:

- Ta vẽ đợc biểu đồ tơng tác nh sau:

Các cặp nội lực nằm trong biểu đồ tơng tác trên,

Vậy với thép chọn và bố trí nh trên là thỏa mãn

**/Bố trí thép cho các đoạn vách nh sau:

_ _ SVTH: Lơng Thị Hằng _ Lớp 07XN Trang: 19

1 12 a=150

1 12 a=352

1 12

a=110

5 12 a=110

Mặt cắt A-A

12 a=300

12 a=200

12 a=200

a=150

a=352

12 a=200

3

3

3

4

a=150