Tên đ tài:ề Tên đ tài:ề TÍNH TOÁN TƯỜNG CỪ THEO TÍNH TOÁN TƯỜNG CỪ THEO PHƯƠNG PHÁP HỆ SỐ NỀN PHƯƠNG PHÁP HỆ SỐ NỀN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : TS. NGHIÊM MẠNH HIẾN SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN VĂN SÁNG ĐẶNG TÀI MẠNH PHẠM HỒNG TUÂN MAI VĂN LONG KIM ĐÌNH THI  BỘ XÂY DỰNG BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG KHOA XÂY DỰNG 1. Lý do chọn đề tài: 1. Lý do chọn đề tài:  Hiện nay các công trình nhà cao tầng ngày càng được xây dựng nhiều trong các đô thị lớn tại Việt nam. Các công trình này đều được thiết kế có một hoặc nhiều tầng hầm để làm không gian cho các mục đích thương mại như siêu thị, nhà để xe máy, xe ôtô. Việc thiết kế hệ thống chống đỡ hố đào là rất phức tạp đòi hỏi khối lượng tính toán lớn và kiến thức sâu rộng về địa kỹ thuật. Do đó việc xây dựng một phần mềm tính toán tường cừ theo phương pháp hệ số nền là rất cấp thiết hiện nay. Nó có thể được dùng để kiểm chứng các phương pháp khác và sử dụng trong thiết kế hố đào trong thực tế. 2. 2. Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu : :  Xây dựng phần mềm tính toán tường cừ bất kỳ hạ theo phương đứng theo phương pháp hệ số nền. 3. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng và phạm vi nghiên cứu : :  Đối tượng nghiên cứu là tường cừ conson, tường cừ có thanh chống và tường cừ neo.  Phạm vi nghiên cứu là nội lực và chuyển vị của tường cừ một lớp bằng bê tông cốt thép hoặc thép hạ trong nền đất được mô hình bằng hệ lò xo rời rạc phi tuyến. 4. 4. Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu:  Nghiên cứu lý thuyết tính toán tường cừ theo phương pháp hệ số nền dựa trên lý thuyết áp lực đất lên tường chắn và phương pháp phần tử hữu hạn hai chiều. 5. 5. Hướng kết quả nghiên cứu: Hướng kết quả nghiên cứu:  Các kết quả nghiên cứu của đề tài có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo, nghiên cứu và áp dụng cho việc thiết kế tường cừ cho thi công tầng hầm nhà cao tầng. Nội dung đề tài Nội dung đề tài  CHƯƠNG I CHƯƠNG I: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TƯỜNG CỪ  CHƯƠNG II CHƯƠNG II: ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN  CHƯƠNG III CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN TƯỜNG CỪ THEO PHƯƠNG PHÁP HỆ SỐ NỀN 1.1 Giới thiệu chung về tường cừ 1.1 Giới thiệu chung về tường cừ  Tường cừ chịu uốn và được thiết kế về kết cấu như dầm chìa (chống đỡ hay không chống đỡ ).  Sự chống đỡ của tường cừ phụ thuộc vào sức kháng bị động của đất.  Tường cừ có trọng lượng tương đối nhẹ có thể bỏ qua khi tính ổn định.Tường cừ có thể bị phá hoại do xoay ngay sát trên chân tường hay dịch chuyển về phía trước tại chân tường do sức kháng bị động không đủ.  Với cát và cuội có độ thấm từ trung bình đến cao, phải dùng phương pháp ứng suất hiệu quả tính cho cả áp lực bị động và chủ động. Ở nơi có dòng thấm , phải dùng lưới thấm để xác định áp lực thấm hay xác định áp lực nước động. Ma sát hay lực dính của tường xuất hiện do chuyển động tương đối giữa tường cừ và đất thường được bỏ qua trong tính toán  Căn cứ vào độ sâu hố đào và tình hình chịu lực của kết cấu xác đinh trên cơ sở các yếu tố đất nền ,độ dày tường ,vật liệu tường và yêu cầu thi công mà người ta chia ra các loại tường cừ sau:  Tường cừ conson  Tường cừ có 1 tầng chống (neo)  Tường cừ có nhiều tầng chống (neo)  Hiện nay ,có nhiều phương pháp tính toán ổn định của tường cừ . Trong đề tài xin giới thiệu phần mền tính toán tường cừ theo phương pháp hệ số nền đã được xây dựng theo ngôn ngữ Delphi 1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định tường 1.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định tường 1.2.1.Áp lực đất 1.2.1.Áp lực đất Lý thuyết của Lý thuyết của rankin rankin Áp lực đất chủ động : Áp lực đất bị động : βγσσ cos.' aaza KzK == βγσσ cos.' ppzp KzK == 1 cos.sin.cos . .8cos . 4)cos(coscos.4 sin.cos . .2cos.2 cos 1 ' 22 2 222 2 2 −                       +         +− −         + = ϕϕβ γ ϕ γ ϕββ ϕϕ γ β ϕ z c z c z c K a 1 cos.sin.cos . .8cos . 4)cos(coscos.4 sin.cos . .2cos.2 cos 1 ' 22 2 222 2 2 −                       +         +− +         + = ϕϕβ γ ϕ γ ϕββ ϕϕ γ β ϕ z c z c z c K p Lý thuyết của CouLomb Lý thuyết của CouLomb : : Áp lực đất chủ động : acefaza kck 2. −= σσ ppzp kck 2. += σσ / 4 α π < / 4 α π ≥ ac a K K = Áp lực đất bị động : 1.2.2 Áp lực đất tĩnh 1.2.2 Áp lực đất tĩnh oiiz kqh ) ( += ∑ γσ K 0 :hệ số áp lực đất tĩnh của đất tại thời điểm tính toán q :tải phân bố đều trên mặt đất ν1 ν − =Κ o  Với đất dính theo Terzaghi có thể lấy gần đúng:  Với đất rời theo jaky đưa ra,sau đó thí nghiệm của Bishop K 0 =1-sin ϕ  Với đất siêu cố kết có thể lấy : 5,0 ).(5,0 OCR o K = 1.2.3. Áp lực nước ngầm 1.2.3. Áp lực nước ngầm  Áp lực nước tĩnh :  Áp lực nước động :  Trọng lượng đơn vị của đất trong vùng dòng thấm đi xuống:  Trọng lượng đơn vị của đất trong vùng dòng Thấm lên γ su - trọng lượng đơn vị của đất ngập nước ( trọng lượng riêng đẩy nổi i - gradient thấm trung bình γ w - trọng lượng đơn vị của nước [...]... biểu đồ mô men của phương pháp giải tích lớn hơn rất nhiều so với phương pháp hệ số nền 1 Kết luận Dầm trên nền đàn hồi là phương pháp được sử dụng để tính toán kết cấu dạng bản hoặc thanh trong đất có kể đến sự tương tác với đất nền Phương pháp này cũng đã được ứng dụng trong tính toán tường cừ chắn đất cho hố đào  Đề tài đã tổng kết các phương pháp tính toán tường cừ theo phương pháp giải tích, lý... q.l 20 Phương pháp này suy từ sơ đồ tải trọng thường áp dụng đường bao theo kinh nghiệm tính từ lực thực đo trong thanh chống ,cho nên vẫn có ý nghĩa thực dụng nhất định ,có giá trị tham khảo nhất định khi ước tính lực dọc trong thanh chống: 1.4 Tính toán tường cừ theo phương pháp hệ số nền    Dựa trên phương pháp lý thuyết phần tử hữu hạn, Các nghiên cứu về hệ số nền Phần mềm tính toán tường cừ đã... kết quả tính toán tường cừ sử dụng phần mềm tính toán tường cừ theo phương pháp hệ số nền và phương pháp giải tich   Kết quả cho thấy sử dụng phần mền cho kết quả chuyển vị và mô men Trong khi đó tính toán bằng giải tích chỉ cho kết quả biểu đồ mô men Kết quả áp lực đất thực tế lớn hơn khi chuyển vị của tường chưa đạt đến độ lớn để xuất hiện áp lực đất chủ động.Tương tự như vậy ,áp lực đất lên tường. .. đất nền lên tường cừ, lý thuyết phương pháp dầm trên nền đàn hồi liên tục và rời rạc  Dựa trên lý thuyết phương pháp dầm trên nền đàn hồi rời rạc và phương pháp phần tử hữu han, một phần mềm tính toán tường cừ đã được xây dựng Phần mềm có khả năng phân tích phi tuyến ứng xử của nền đất, mô tả quá trình thi công và có thể tính toán cho nhiều hàng thanh chống  Kết quả phân tích cho thấy áp lực lên tường. .. Phương pháp chia đôi tải trọng Phương pháp có kể đến quá trình đào Phương pháp “m” (hệ số nền ) Phương pháp PTHH tính hệ thanh trên nền đàn hồi Phương pháp sachipana (Nhật) 1.3.1 Phương pháp chia đôi tải trọng:   Đơn giản là lực trong mỗi thanh chống hoặc neo phải chịu tương ứng với trị tải trọng áp lực đất của hai nửa nhịp kề nhau Cường độ áp lực đất là q, khi tính theo dầm liên tục ,mô men gối 2... thái chủ động và bị động thì ứng xử của lò xo được giả thiết là tuyến tính Đặc trưng đàn hồi trong giai đoạn này là hệ số nền Thuật toán tường cừ theo phương pháp hệ số nền n: là số các giai đoạn thi công m:là số nút i:là giai đoạn thi công thứ i j là lò xo nền tại nút j ki-1 là độ cứng của thanh chống thứ i-1 δi-1 là dịch chuyển của tường tại vị trí thanh chống i-1 trong giai đoạn thi công i-1 trước... nội lực lớn nhất trong lò xo thứ j Rj là phản lực trong lò xo thứ j Đặc điểm của phương pháp tính toán tường cừ theo phương pháp hệ số nền  Mô tả được đặc trưng của đất nền : γw, γbh, ϕ, c,E  Mô tả các đặc trưng của tường : chiều dày ,chiều dài ,số đoạn chia, E ,υ, góc nghiêng δ Mô tả các đặc trưng của thanh chống (neo) :số hàng chống ,tiết diện , E, độ sâu của hàng chống ,khoảng cách giữa các thanh... Tính tường cừ có 1 tầng chống(neo) với đầu cố định Xét đoạn dầm AB MB=0 ⇒ T ΣH = 0 ⇒ R Xét đoạn dầm BC, MB= 0 ⇒ d Tthực= 1,15 T, dthực= 1,2d , 1.3 Tính tường cừ có nhiều tầng chống        • • • • • Số tầng chống phải được xác định trên cơ sở các yếu tố : Điều kiện địa chất ,thủy văn Độ sâu hố đào Độ dày tường cừ Vật liệu tường Yêu cầu thi công Các phương pháp tính toán thông thường : Phương pháp. .. loại tường cừ 1.3.1 Tường cừ conson Hình 1.1: Sơ đồ chuyển vị của cọc bản công xôn và phân bố áp lực đất a) Sơ đồ chuyển vị; b) Sơ đồ phân bố thực tế áp lực đất; c) Sơ đồ tính cọc bản côngxon; d) Sơ đồ tính theo Blum PTCB các lực nằm ngang PTCB mô men tại chân cọc ΣH = 0 , ΣMc = 0 1.3 .Tường cừ có một tầng chống (neo) Tính tường cừ có 1 tầng chống(neo) với đầu tự do MA=0 ⇒ d ΣH = 0 ⇒ T Tthực= 1,15 T Tính. .. đã được xây dựng theo ngôn ngữ lập trình Delphi  Hệ thống chống đỡ hố đào bao gồm các kết cấu tường chắn, hệ thanh chống hay hệ neo trong đất Các đặc trưng của phần tử dầm: +Mô đun đàn hồi, + Hệ số Poisson, +Mômen quán tính của mặt cắt Thanh chống và neo được mô hình hóa bằng phần tử lò xo có đặc trưng là độ cứng dọc trục Ứng xử dọc trục của thanh chống và của neo có thể là tuyến tính hoặc phi tuyến . tuyến tính. Đặc trưng đàn hồi trong giai đoạn này là hệ số nền . hệ số nền . Thuật toán tường cừ theo phương pháp hệ số nền Thuật toán tường cừ theo phương pháp hệ số nền n: là số các giai. j Đặc điểm của phương pháp tính toán tường cừ theo Đặc điểm của phương pháp tính toán tường cừ theo phương pháp hệ số nền phương pháp hệ số nền  Mô tả được đặc trưng của đất nền : γ w , γ bh ,. ước tính lực dọc trong thanh chống: 10 . 2 lq M = 20 . 2 lq M = 1.4 Tính toán tường cừ theo phương pháp 1.4 Tính toán tường cừ theo phương pháp hệ số nền hệ số nền  Dựa trên phương pháp