Đang tải... (xem toàn văn)
Bài tập lớn tường chắn đất do sinh viên đại học Mở TP. Hồ Chí Minh thực hiện dưới dự hướng dẫn của TS. Dương Hồng Thẩm, đạt điểm cao. Mã đề: A075010. Chúc các bạn thực hiện tốt và đạt kết quả cao như mong muốn.
BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm ĐỀ TÀI BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT 1 Giáo viên hướng dẫn : Ts Dương Hồng Thẩm Sinh viên thực hiện : SVTH: - Trang 1 - BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm MỤC LỤC Phần I: Phần thuyết minh tính toán: 1/ Chọn sơ bộ kích thước tường chắn……………………………………trang 3 2/ Tính toán các hệ số và áp lực lên tường……………………………….trang 4 3/ Tinh toán các giá trị áp lực…………………………………………… trang 6 4/ Bảng tính các giá trị Moment chống lật và Moment gây lật…………. trang 7 5/ Kiểm tra ổn định của tường chắn…………………………………… trang 8 6/ Tính toán kết cấu cho tường…………………………………………….trang 13 Phần II: Bản vẽ Tài liệu tham khảo 1/ Bài tập cơ học đất : Vũ Công Ngữ - Nguyễn Văn Thông ( NXB Giáo Dục Việt Nam ) 2/ Tập bài giảng Cơ học đất : GV.TS Lê Trọng Nghĩa 3/ Kết cấu bê tông cốt thép – Phần cấu kiện đặc biệt : Võ Bá Tầm (NXB Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh ) 4/ Nền móng công trình: Châu Ngọc ẩn ( NXB Xây Dựng Hà Nội – 2010 ) 4/ Sổ tay tực hành Kết Cấu Công Trình: PGS- PTS Vũ Mạnh Hùng (NXB Xây Dựng Hà Nội – 1999 ) 5/ TCXDVN 356-2005 :Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – tiêu chuẩn thiết kế. SVTH: - Trang 2 - BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm BÀI TẬP LỚN TƯỜNG CHẮN ĐẤT SỐ LIỆU ĐỀ BÀI Mã đề: A075010 - Loại đề bài: Tường chắn BTCT - Tải trọng bề mặt q = 0; độ sâu MNN cách MDTN z 1 = 1.5m. - Góc ma sát lưng tường δ = 0; góc nghiêng mặt đất với phương ngang: 10 0 - Số liệu địa chất sau tường: C = 0; φ = 30 0 ; γ = 17 KN/m3; γ 1 = 21 KN/m3; C 2 = 0; φ 2 = 30 0 ; γ 2 = 21 KN/m3. - Tường chắn BTCT, Bê tông B20, nhóm cốt thép CII, A-II - Chiều sâu chắn đất H = 5.5m. I. Phần thuyết minh tính toán: ? = 30 C = 0 ? = 21 kN/m3 ? = 17 kN/m3 1 1 1 0 ? = 30 C = 0 ? = 21 kN/m3 2 2 0 Df H=5.5m C D B hm t1 ?=10° Z=1.5m SVTH: - Trang 3 - BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm 1/ CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CÁC BỘ PHẬN • Chọn chiều sâu chôn móng: D f = 1.5m • Chiều cao của tường chắn: H = H1 + Df = 5 + 1.5 = 7m H 1 = 5.5m là chiều cao đất đắp (số liệu đề bài) • Bề rộng bản móng B: B = mH )9.46.2()7.04.0( ÷=×÷ Chọn B = 4.6 m • Chọn sơ bộ chiều cao móng t 2 : t 2 = mH )58.07.0() 12 1 10 1 ( ÷=×÷ Chọn t 2 = 0.7m • Chọn sơ bộ bề rộng tường chắn t 1 : Đỉnh tường chọn t = 0.3m Chân tường: t 1 = mH )58.07.0() 12 1 10 1 ( ÷=×÷ Chọn t = 0.5m. • Chọn kích thước bản mũi trước tường a: a = mB )15.153.1() 4 1 3 1 ( ÷=×÷ Chọn a = 1.1 m. • Kích thước bản gót sau tường b: b = mB )45.306.3() 4 3 3 2 ( ÷=×÷ Chọn b = 3.0 m SVTH: - Trang 4 - BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm • Hình vẽ tường chắn sau khi chọn sơ bộ kích thước. ? = 30 C = 0 ? = 21 kN/m3 ? = 17 kN/m3 1 1 1 0 ? = 30 C = 0 ? = 21 kN/m3 2 2 0 1.5m H=5.5m 1.1m 3m 4.6m 0.7 z=1.5m 500 ?=10° 500 2/ TÍNH TOÁN CÁC HỆ SỐ VÀ TÍNH ÁP LỰC LÊN TƯỜNG. • Phân tích : Bỏ áp lực ngang bị động trước tường để thiên về an toàn. SVTH: - Trang 5 - BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm Ta xem lưng tường là thẳng đứng: α = 0 ο Góc ngoại ma sát của đất (góc ma sát giữa đất và lưng tường ) thiên về an toàn lấy δ = 0 ο Góc nghiêng của mặt đất so mặt phẳng ngang: β = 10 ο Theo đề bài lớp đất đắp sau lưng tường chắn gồm 2 lớp đất khác nhau . Muốn xác định được áp lực đất chủ động lớn nhất của đất lên lưng tường , người ta thường coi áp lực của mỗi lớp đất cần xác định không phụ thuộc vào áp lực của các lớp đất khác ; nghĩa là khi xác định áp lực đất ta có thể xác định cho từng đoạn tường tương ứng với mỗi lớp đất có tính chất cơ lý khác nhau. Mặt đất nằm ngang, lưng tường thẳng đứng → Áp dụng lý thuyết Rankin. Hệ số áp lực ngang chủ động của đất sau lưng tường chắn : 3.0 30sin1 30sin1 sin1 sin1 0 0 = + − = + − = ϕ ϕ a k Khi tính toán áp lực đất lên tường chắn, đối với tầng đất nằm trên mực nước ngầm ta dùng trọng lượng riêng tự nhiên, đối với tầng dưới mực nước ngầm tính dung trọng riêng đẩy nổi. Do đất đắp sau tường có C = 0 tính cường độ áp lực theo công thức : P a = mKNHk a 106.1759.71733.0 2 1 2 1 22 =××= ′ ×× γ tới → Áp lực nằm ngang: mKNP a 161.15130cos06.175cos 0 1 =×=× ϕ tới • cường độ áp lực của đất tại Z = 1.5 m 2 /65.75.1173.0 mKNZkP aa =××=××= γ • Cường độ áp lực của đất tại Z = 7m (tại chân tường). 2 /8.255.5113.05.1173.0 mKNZkZkP đnaaa =××+××=××+××= γγ • Ngoài ra còn phải xét áp lực của nước lên tường. P n = γ n x H 2 = 10 x 5.5 =55 KN/m SVTH: - Trang 6 - BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm • Biểu đồ moment gây lật, lực ngang Ea: 4600 700 800 5500 1000 3000500 MNN ? = 30 C =0 kPa ? = 21 kN/m3 ? = 17 kN/m3 1 1 1 0 ? = 30 C = 0 ? = 21 kN/m3 2 2 2 0 1 2 3 o 500 25.8 7.65 E1 E2 E3 55 E4 Ea 3/ TÍNH TOÁN CÁC GIÁ TRỊ ÁP LỰC: - 1 1 .1,5.7,65 5,74 2 E KN= = - 2 7,65.5,5 42.08E KN= = - 3 1 .5,5.(28,5 7,65) 49,9 2 E KN= − = - 4 1 .5,5.55 151,3 2 E aKN= = SVTH: - Trang 7 - BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm 4/ BẢNG TÍNH CÁC GIÁ TRỊ MOMENT GÂY LẬT VÀ MOMENT CHỐNG LẬT. • Bảng tính moment gây lật, lực ngang Ea: Tổng các lực ngang: H = Ea = E2+E3+E4+E4 = 249,02 KN Moment gây lật: Mgl = 486.79 KNm • Tính vị trí đặt lực Ea: Ea.y = 486,79 249,02y = 486,79 => y = 1,95m Vậy Ea đặt cách chân tường chắn một đoạn y = 1,95 m 4600 700 80 0 5500 1100 3000500 MNN ? = 30 C =0 kPa ? = 21 kN/m3 ? = 17 kN/m3 1 1 1 0 ? = 30 C = 0 ? = 21 kN/m3 2 2 2 0 7000 7 8 500 Z=1,5m 1 3 4 6 2 5 O Biểu đồ tính moment lực gây trượt và lực đứng SVTH: - Trang 8 - BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm • Bảng tính moment gây lực trượt và lực đứng: Tổng các lực trượt H R ( theo phương ngang ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 2 3 4 41,405 H R = + + + = Tổng các lực theo phương đứng: v R∑ ( ) ( ) ( ) ( ) 5 6 7 8 519,92 v v R∑ = ∑ = + + + = Moment chống lật: Mcl = 1018,48 KNm 5/ KIỂM TRA ỔN ĐỊNH CỦA TƯỜNG CHẮN. • Tính hệ số an toàn lật: ât / l Mcl HSAT Mgl = = 1018,48 2,09 486,79 = > 2 (thỏa) Mcl = 1018,48 KNm là moment chống lật. Mgl = 486,79 KNm là moment gây lật quanh điểm O. Vậy tường chắn ổn định chống lật quanh điểm O. • Tính hệ số an toàn trượt ngang: _ _ / _ _ truot luc chong truot HSAT luc gay truot ∑ = ∑ = 2 2 . . . v H tg C B R δ α ∑ + = 519,92 0,364 4,6 1,5 41,405 × = 〉 (thỏa) Lực bám dính dưới đáy móng C 2 = 0 SVTH: - Trang 9 - BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm α.C 2 .B = 0 v R∑ là tổng các lực theo phương đứng: v R∑ = 519,92 KN H R là tổng các lực theo phương ngang gây trượt phẳng. tgδ 2 là hệ số ma sát giữa tường và đất tgδ 2 = tg( 3 2 φ) = tg( 3 2 .30) = 0.364 Vậy tường chắn ổn định trượt ngang. • Tính điểm đặt hợp lực và lệch tâm e: Điểm đặt của hợp lực R cách điểm gót bản đáy: X = 1018,48 1,96 519,92 net v M X m ∑ = = = ∑ → Độ lệch tâm e: / 2 2,3 1,96 0,34e B X m= − = − = Nhận xét: e = 0,34 < 6 B = 0.77 → Phản lực đất nền dưới móng có dạng hình thang • Tính áp lực đáy móng qmax; qmin: 2 max 6. 519.92 6.0,4 (1 ) (1 ) 171,99 / 1. 1.4,6 4,6 v e q KN m B B ∑ = + = + = 2 min 6. 535,55 6.0,4 (1 ) (1 ) 54,06 / 1. 1.4,6 4,6 v e q KN m B B ∑ = − = − = • Tính khả năng chịu tải của nền: Áp dụng công thức tính toán khả năng tính toán chịu tải của đất nền chiu tải trọng vừa thẳng đứng vừa có tải ngang SF = KNCT cực hạn u q / Áp lực thẳng đứng lên nền max / 3q 〉 2 0c = SVTH: - Trang 10 - [...]... quyết để có thể làm việc,học tập sau này Trong quá trình thực hiện bài tập lớn này ,em xin chân thành cảm ơn thầy TS Dương Hồng Thẩm đã đứng lớp giảng dạy và hướng dẫn về bộ môn “ Tường chắn đất ” cũng như bài tập lớn tường chắn Sinh viên thực hiện Ngày 25/06/2012 II Bản vẽ SVTH: - Trang 20 - BTL Tường chắn đất SVTH: GVHD: TS Dương Hồng Thẩm - Trang 21 - BTL Tường chắn đất SVTH: GVHD: TS Dương Hồng... φ20a100 • Nhận xét môn học: Môn tường chắn đất là 1 chương trong cơ học đất nhưng do tầm quan trọng của nó trong thực tế nên người biên soạn chương trình học đã đưa nó trở thành 1 môn học chính thức Muốn giải quyết 1 bài toán về tường chắn đất thì yêu cầu đối với người thiết kế là phải am hiểu kiến thức về cơ học đất ,nền móng ,bê tông một cách vững vàng Kết cấu tường chắn đất là 1 bộ phận kết cấu công... Sơ đồ tính của tường Sơ đồ chuyển vi của tườn Chuyển vị lớn nhất tại đỉnh tường chắn là: f = pa h 4 = 30.E.I 25,8.6304 = 0.07cm 3 5 100.100 30.2.4.10 12 Trong đó: Pa : là áp lực đất tại chân tường h: chiều cao tường E: modul đàn hồi I: moment quán tính tiết diện Chuyển vị lớn nhất tại đỉnh tường phải thỏa mãn: f 1 0, 07 1 ≤ ⇔ ≤ (thỏa) H 1000 700 1000 KL: Chuyển vị lớn nhất tại đỉnh tường đảm bảo về... điều kiện ổn định đất nền thỏa, nền đủ khả năng chịu lực SVTH: - Trang 12 - BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm 8 ? = 17 kN/m3 1,5m 500 5500 MNN 7 7000 5 C 1 =0 kPa ? 1= 30 0 ?1 = 21 kN/m3 1100 500 700 800 R 3000 6 qmin=54,06KN/m2 qmax=171,99KN/m2 E B/2 B/2 y BIỂU ĐỒ PHÂN BỐ ÁP LỰC ĐÁY MÓNG Kiểm tra dộ nghiên của tường Sơ đồ tính của tường đứng: SVTH: - Trang 13 - BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương... Thẩm, thì tôi đã có thêm được những kiến thức quý báu về nghề của mình Sau khi đã kết thúc các buổi lý thuyết thì mỗi sinh viên được nhận 1 số liệu về bài tập lớn tường chắn đất mà ở đó người sinh viên có thể thể hiện khả năng thiết kế của mình Tuy bài tập lớn này đã thực hiện xong nhưng do kiến thức của bản thân còn có những hạn chế nên trong quá trình trình bày ,tính toán không tránh khỏi những sai... 1000 KL: Chuyển vị lớn nhất tại đỉnh tường đảm bảo về điều kiện chuyển vị (sách kết cấu BTCT tập 3 – Võ Bá Tầm, NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh2010 ) SVTH: - Trang 14 - BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm 6/ TÍNH TOÁN KẾT CẤU CHO TƯỜNG - Tính toán kết cấu cho tường bao gồm tính tường chắn và móng tường - Khi tính toán đưa các giá trị tải về 1m dài - Giả thiết: Chiều dày lớp bê tong bảo vệ... 360mm 2 Rs 280 Chọn φ22 = 380mm 2 ; chọn φ22a250 • Tính bản đáy phía lưng tường: SVTH: - Trang 18 - BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm SƠ ĐỒ TÍNH 1.0 0.5 3.0 0.7m 95.98 54.06 P2=129.6 KN/m B=4.6m BIỂU ĐÔ MOMENT VÀ LỰC CẮT + 33.62 41.62 Q - M Giá trị Moment: M = SVTH: 9 95,98.32 = 60.73KNm 128 - Trang 19 - BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm αm = M 60, 73.106 = = 0, 013 γ b Rb b.h02 0,9.11,5.1000.6502... − 50 = 650mm Rb = 11,5MPa b = 1m Rs = 280 MPa γ b = 0,9 • Tính toán cốt thép bản đứng - Tường đứng được xem là ngàm với bản đáy,chịu tải trong là áp lực ngang chủ động của đất, bỏ qua trọng lượng bản thân và áp lực ngang bị động ở phía ngục tường( đơn giản và thiên về an toàn ) SVTH: - Trang 15 - BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm - Tại ngàm: 7000 500 Ea 500 581,04KNm M = Ea H 7 = 249, 02... 0,5.21.3,92.22, 40.1.0, 76 = 1274,5 KN ⇒ SP = 1274,5 = 7, 4〉 3 ( thỏa ) 171,99 Nhận xét: Vậy nền đủ khả năng chịu lực Độ lệch tâm e nhỏ, ứng suất đáy móng tường phân bố tương đối đều SVTH: - Trang 11 - BTL Tường chắn đất GVHD: TS Dương Hồng Thẩm Cường độ đất nền dưới đáy móng: R= m1.m2 [(Ab + B.Df)γ + Dc] Ktc Trong đó m1; m2; Ktc = 1 Φ = 300 tra bảng ta được: A= 1.14 ; B= 5.59 ; C = 7.95 γ = 21 – 10 = 11... = 1 − 1 − 2.0,13 = 0,13 - Diện tích cốt thép : SVTH: - Trang 16 - BTL Tường chắn đất As = GVHD: TS Dương Hồng Thẩm ξγ b Rbbh0 0,13.0,9.11,5.1000.650 = = 3123mm 2 Rs 280 Chọn φ20 = 314, 2mm 2 ; chọn φ20a100 • Tính toán cốt thép bản đáy: - Tính toán bản đáy được chia làm hai thành phần bản đáy phía ngực tường và bản đáy phía lưng tường; - Sơ đồ tải trọng tác dụng: 1.0 0.5 3.0 P4 qmax= 171,99KN/m2 0,7m