Đang tải... (xem toàn văn)
LVTS25 Độ tin cậy về ổn định chung của công trình dạng tường cừ có một tầng neo Đăng ngày 22072011 12:20:00 PM 498 Lượt xem 800 lượt tải Giá : 0 VND Độ tin cậy về ổn định chung của công trình dạng tường cừ có một tầng neo Hãng sản xuất : Unknown
B Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO B Ộ XÂY DỰNG TRƯ ỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ N ỘI V Ũ LÊ MINH Đ Ộ TIN CẬY VỀ ỔN ĐỊNH CHUNG CỦA CÔNG TR ÌNH D ẠNG TƯỜNG CỪ CÓ MỘT TẦNG NEO LU ẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH XÂY D ỰNG DÂN DỤNG V À CÔNG NGHIỆP Hà Nội - 2011 B Ộ GIÁO DỤC V À ĐÀO TẠO B Ộ XÂY DỰNG TRƯ ỜNG ĐẠI HỌC KI ẾN TRÚC HÀ N ỘI V Ũ LÊ MINH KHÓA: 2008-2011 L ỚP: CH08X Đ Ộ TIN CẬY VỀ ỔN ĐỊNH CHUNG CỦA CÔNG TR ÌNH D ẠNG TƯỜNG CỪ CÓ MỘT TẦNG NEO LU ẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH XÂY D ỰNG DÂN DỤNG V À CÔNG NGHIỆP MÃ S Ố : 60.58.20 NGƯ ỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS. NGUY ỄN VĂN VI Hà N ội - 2011 1 Môc lôc Nội dung Trang M ục lục 1 Danh m ục các bảng biểu 3 Danh m ục các hình vẽ 4 L ời cảm ơn 7 Mở đầu 9 M ục tiêu nghiên cứu của đề tài Phương pháp nghiên cứu N ội dung nghiên cứu Ch¬ng 1: Ổn định chung của kết cấu dạng t ường cừ một neo và các phương pháp tính toán 11 1.1. Phân tích các d ạng mất ổn định chung của kết cấu dạng tư ờng cừ một neo 11 1.2. Các phương pháp tính ổn định chung của t ường cừ một neo theo quan đi ểm tiền định 15 1.3. Phân tích phương pháp tính ổn định theo trạng thái giới h ạn và tiền đề dẫn đến tính toán ổn định của kết cấu tường cừ một neo theo lý thuy ết độ tin cậy 16 Ch¬ng 2: Đ ộ tin cậy về ổn định chung của tường cừ một neo 26 2.1. Nguyên t ắc tính toán độ tin cậy về ổn định chung của tường c ừ một neo 26 2.2. Các phương pháp tính toán xác su ất làm việc an toàn về ổn đ ịnh chung của tường cừ một neo 32 2.2.1. Phương pháp tuy ến tính hóa 32 2.2.2. Khái ni ệm chung về ph ương pháp Monte Carlo 41 2.3. Tính toán đ ộ tin cậy về ổn định chung của các công tr ình 45 2 b ằng phương pháp mô hì nh hóa th ống kê từng bước 2.3.1. Thu ật toán tiền định 45 2.3.2. Quá trình mô hình hóa th ống k ê 47 Ch¬ng 3: Xác đ ịnh độ tin cậy về ổn định chung của t ường c ừ một neo 51 3.1. Đ ộ tin cậy của tường cừ một neo về mất ổn định theo mặt trư ợt trụ tròn 51 3.1.1. Thu ật toán tiền định tính ổn định chung của tường cừ m ột neo theo mặt trượt trụ tròn 51 3.1.2. Xác định xác suất làm việc an toàn của tường cừ một neo v ề ổn định chung theo mặt trượt trụ tròn 55 3.2. Đ ộ tin cậy của tường cừ một neo về mất ổn định theo m ặt trư ợt phẳng 60 3.2.1. Thu ật toán tiền định tính ổn định chung của kết cấu theo m ặt trượt phẳng 60 3.2.2. Đ ộ tin cậy của tường cừ một neo về trượt phẳng 62 Ch¬ng 4: Tính toán đ ộ tin cậy về ổn định chung c ủa công trình bến số 2 cảng Hải Phòng 64 4.1. Tài liệu về công trình bến số 2 cảng Hải Phòng 64 4.2. Tính toán đ ộ tin cậy về ổn định chung của công trình theo m ặt trượt trụ tròn 66 4.2.1. Sơ đ ồ tính toán công trình 66 4.2.2. N ội dung và kết quả tính toán 67 4.2.3. Phân tích các k ết quả tí nh toán 94 K ết luận và ki ến nghị 95 Tài li ệu tham khảo 96 3 DANH M ỤC CÁC B ẢNG BIỂU Trang B ảng 1.1. M ức độ an toàn của công trình theo Tiêu chu ẩn Trung Qu ốc 23 B ảng 1.2. Các m ức thiết kế kết cấu theo Tiêu chuẩn Nhật Bản 24 B ảng 4.1. Các số liệu đưa vào tính toán độ tin cậy về ổn định chung t ại vị trí tâm tr ượt )5,3( 111 mymxO 68 Bảng 4.2. Các số liệu đưa vào tính toán độ tin cậy về ổn định chung t ại vị trí tâm trượt )3,3( 222 yxO 74 B ảng 4.3. Các số liệu đưa vào tính toán độ tin cậy về ổn định chung t ại vị trí tâm trượt )7,3( 333 yxO 79 B ảng 4.4. Các số liệu đưa vào tính toán độ tin cậy về ổn định chung tại vị trí tâm trượt )109.8,7( 434 mymxO 84 B ảng 4.5. Các số liệu đưa vào tính toán độ tin cậy về ổn định chung t ại vị trí tâm trượt )109.8,1( 555 mymxO 89 4 DANH M ỤC CÁC H ÌNH VẼ Tên hình v ẽ Trang Hình 1.1. K ết cấu tư ờng cừ có một neo . 11 Hình 1.2. C ấu tạo v à các bộ phận chủ yếu của tường cừ một neo . 12 Hình 1.3. S ơ đ ồ trượt sâu theo mặt trượt cong . 14 Hình 1.4. S ơ đ ồ trượt sâu theo mặt trượt gãy khúc . 14 Hình 1.5. Sơ đồ tính về ổn định xoay quanh điểm gắn neo. 15 Hình 1.6. S ự giao nhau của các đường cong phân bố độ bền và t ải trọng . 21 Hình 1.7. D ẫn xuất “đặc trưng an toàn” của Rgianitsưn A. R . 22 Hình 2.1. Tìm k ỳ vọng và phương sai của Y. 33 Hình 2.2. Sơ đ ồ khối của phương pháp tuyến tính hóa . 41 Hình 3.1. Sơ đ ồ tính tường cừ một neo theo mặt trượt trụ tròn. 52 Hình 3.2. Bi ểu đồ thực nghiệm của mômen gây tr ượt M tr . 57 Hình 3.3. Bi ểu đồ thực nghiệm của mômen giữ M g . 58 Hình 3.4. Xác đ ịnh độ tin c ậy P minmin . 59 Hình 3.5. Sơ đ ồ tính cừ theo mặt tr ượt gẫy khúc . 60 Hình 4.1. C ảng Hải Phòng và t hi ết bị xếp dỡ . 65 Hình 4.2. Sơ đ ồ vị trí bến số 2 trong Cảng Hải Phòng. 66 Hình 4.3. Sơ đ ồ cấu tạo công tr ình bến số 2, Cảng Hải Phòng . 66 Hình 4.4. Sơ đồ tính toán công tr ình b ến số 2, Cảng Hải Phòng . 67 Hình 4.5. Sơ đ ồ phân mảnh các cột đất tính toán ổn định chung công trình b ến số 2 Cảng Hải Ph òng. 67 Hình 4.6. Sơ đ ồ tính toán xác suất công tr ình bến số 2 Cảng Hải Phòng v ề ổn định chung tại vị trí t âm trư ợt )5,3( 111 mymxO . 68 Hình 4.7. Bi ểu đồ thực ng hi ệm phân bố của mômen giữ M g đ ối v ới tâm tr ượt O 1 . 71 5 Hình 4.8. Bi ểu đồ thực nghiệm phân bố của mômen gây trượt M tr đối với tâm trượt O 1 . 72 Hình 4.9. Sơ đ ồ tính toán xác suất công trình bến s ố 2 Cảng Hải Phòng v ề ổn định chung tại vị trí tâm trượt )3,3( 222 mymxO 73 Hình 4.10. Bi ểu đồ thực ng hi ệm phân bố của mômen giữ M g đ ối v ới tâm trượt O 2 76 Hình 4.11. Biểu đồ thực nghiệm phân bố của mômen gây tr ượt M tr đ ối với tâm trượt O 2 . 77 Hình 4.12. Sơ đ ồ tính toán xác suất công tr ình bến số 2 Cảng Hải Phòng v ề ổn định chung tại vị trí tâm trượt )7,3( 333 yxO 78 Hình 4.13. Bi ểu đồ thực ng hi ệm phân bố của mômen giữ M g đ ối v ới tâm trượt O 3 81 Hình 4.14. Bi ểu đồ thực ng hi ệm phân b ố của mômen gây tr ượt M tr đ ối với tâm trượt O 3 82 Hình 4.15. Sơ đồ xác định min P công trình bến số 2 Cảng Hải Phòng 83 Hình 4.16. Sơ đồ tính toán xác suất công trình bến số 2 Cảng Hải Phòng v ề ổn định chung tại vị trí tâm trượt )109.8,7( 344 mymxO 84 Hình 4.17. Bi ểu đồ thực ng hi ệm phân bố của mômen giữ M g đ ối v ới tâm tr ượt O 4 87 Hình 4.18. Bi ểu đồ thực ng hi ệm phân bố của mômen gây tr ượt M tr đ ối với tâm tr ượt O 4 87 Hình 4.19. Sơ đồ tính toán xác suất công trình bến số 2 Cảng Hải Phòng v ề ổn định chung tại vị trí tâm trượt )109.8,1( 555 mymxO 89 Hình 4.20. Bi ểu đồ thực ng hi ệm phân bố của mômen giữ M g đ ối v ới tâm trượt O 5 92 Hình 4.21. Bi ểu đồ thực ng hi ệm phân bố của mômen gây trượt M tr đ ối với tâm trượt O 5 92 6 Hình 4.22. Sơ đ ồ xác đ ịnh minmin P công trình b ến số 2 Cảng Hải Phòng. 94 Hình 4.23. Sơ đ ồ tính ổn định trượt sâu của công trình bến số 2 c ảng Hải Phòng theo phương pháp Bishop 96 Hình 4.24. K ết quả tính ổn định trượt sâu của công trình bến số 2 c ảng Hải P hòng theo ph ương pháp Bishop 96 Hình 4.25. Đư ờng chu tuyến ứng với hệ số ổn định minO K . 97 7 Lêi c¶m ¬n N ền kinh tế của nước ta ngày càng phát tri ển m ạnh mẽ . Song song v ới sự phát tri ển đó, ngành xây dựng cũng đã và đang phát triển không ngừng. Việc tính toán thiết kế các kết cấu ngày càng đòi hỏi phải có độ chính xác cao, tiết ki ệm vật liệu nhưng v ẫn đảm bảo khả năng chịu lực và ổn định . Hi ện nay việc tính toán các công trình xây d ựng theo các quy phạm hiện hành được gọi là phương pháp các tr ạng thái giới hạn. Đặc điểm của phương pháp này là mang tính ch ất tiền định, không xét một cách đầy đủ tính ch ất ngẫu nhiên của các tham s ố kết cấu và tải trọng được đưa vào tính toán, cũng như không xét đến các y ếu tố thời gian. Vì thế trong quá trình khai thác sử dụng, không ít những công trình xây d ựng, giao thông, thủy lợi đ ã bị biến dạng hoặc phá hoại trướ c th ời gian quy định v à gây nên những tổn hại không nhỏ trong đời sống kinh tế xã h ội. Ví dụ nh ư công trình nhà máy điện nguyên tử Trecnôb ưn, c ầu R ào (HP), r ạp hát Nguyễn Tr ãi (Hà Đông), siêu thị Sơun, dàn khoan biển Bắc, 11 nhà máy đi ện hạt nhân của Nhật B ản phải đóng cửa (2004) để kiểm tra r ò rỉ hơi nư ớc; sập mái chợ Maxc ơva (2/2006) do tuyết rơi dày, và nhiều công trình nh ỏ bị sự cố ,… Năm 2007 s ự cố sập hai nhịp cầu dẫn cầu Cần Th ơ; sập cầu trên sông Mississippi. Đ ể khắc phục hiện t ượng kết cấu công trìn h xây d ựng bị h ư hỏng do các tác đ ộng ngẫu nhi ên, người ta sử dụng lý thuyết độ tin cậy để tính toán. Tính toán theo lý thuy ết độ tin cậy l à xu hướng mới mà nhiều nư ớc đang áp dụng. Xu hư ớng n ày đã và đang được áp dụng ở Vệt Nam. Vì vậy đề tài "Độ tin c ậy về ổn định chung của công trình dạng tường c ừ có một tầng neo '' được chọn làm nội dung nghiên cứu của luận văn. 8 Với sự nỗ lực của bản thân cộng với sự hướng dẫn tận tình của TS. Nguyễn Văn Vi, luận văn đã hoàn thành theo đúng đề cương đặt ra. Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn TS. Nguyễn Văn Vi cùng các thầy cô trong bộ môn Xây dựng Dân d ụng v à Công nghi ệp , Ban Giám hiệu, khoa Đào tạo Sau đại học- trường Đại học Ki ến Trúc Hà N ội đã tạo điều kiện, tận tình chỉ bảo và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Cuối cùng, tôi cũng xin được tỏ lòng cảm ơn tới đồng nghiệp, bạn bè và gia đình, sự khích lệ động viên tạo điều kiện về vật chất cũng như tinh thần là một nguồn lực to lớn giúp tôi vượt qua những khó khăn trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thành luận văn thạc sĩ kỹ thuật này. Hà Nội, ngày 18 tháng 02 năm 2011 Học viên V ũ Lê Minh [...]... dụng nhằm tự động hóa quá trình tính toán Nội dung nghiên cứu của đề tài: Chương 1 Ổn định chung của kết cấu dạng tường cừ một neo và các phương pháp tính toán Chương 2 Độ tin cậy về ổn định chung của tường cừ một neo Chương 3 Xác định độ tin cậy về ổn định chung của tường cừ một neo Chương 4 Tính toán độ tin cậy về ổn định chung của công trình bến số 2, cảng Hải Phòng Các kết quả nghiên cứu của đề tài... chưa có Liên quan đến những điều trên đây, việc xác định độ tin cậy về ổn định chung của các công trình tường cừ có một tầng neo có ý nghĩa khoa học và thực tiễn to lớn và là nhiệm vụ cơ bản của luận văn này 26 Chương 2 ĐỘ TIN CẬY VỀ ỔN ĐỊNH CHUNG CỦA TƯỜNG CỪ MỘT NEO 2.1 Nguyên tắc tính toán độ tin cậy về ổn định chung của tường cừ một neo Trong phần này trình bày một số nguyên tắc cơ bản tính toán độ. .. công và khai thác các công trình tường cừ một neo là ổn định của chúng Trong nhiều trường hợp, công trình đảm bảo đủ độ bền, độ cứng nhưng vẫn bị loại bỏ, không thể khai thác được nữa do bị mất ổn định Đã có nhiều p hương pháp được nêu ra để tính ổn định chung của công trình tường cừ một neo Các phương pháp này phản ánh ở mức độ nào đó thực trạng của công trình khi bị mất ổn định Nhưng vấn đề trở... ổn định Có thể vì thế, người ta đưa việc mất ổn định của công trình làm trạn g thái giới hạn đầu tiên cần phải kiểm tra của nhóm trạng thái giới hạn thứ I [ 20] Thực tế khai thác các công trình tường cừ có một neo đã chỉ ra rằng, khi mất ổn định chung theo sơ đồ trượt sâu, công trình cùng với khối đất nền và đất lấp có thể trượt th eo mặt cong nào đó Tuy nhiên, công trình tường cừ có một neo cũng có. .. nhiều nhưng chắc chắn nội dung luận văn khó có thể tránh khỏi sai sót, rất mong các thầy giáo, cô giáo, các bạn đồng nghiệp góp ý 11 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH CHUNG CỦA KẾT CẤU TƯỜNG CỪ MỘT NEO VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 1.1 Phân tích các dạng mất ổn định chung của kết cấu dạng tường cừ một neo Công trình dạng tường cừ có một neo là loại kết cấu xây dựng có nhiều ưu điểm và được sử dụng rộng rãi... cấu tường cừ có một neo: a) làm tường chắn ở các tầng ngầm của các nhà cao tầng hoặc của các đường hầm giao thông đường bộ; b) làm công trình bến; c) ở sau cầu tàu chính; d) làm tường ụ tàu khô 12 Kết cấu tường cừ có một neo có thể được sử dụng làm tường chắn ở hai bên của đường lên xuống và trong các tầng ngầm của các nhà cao tầng , tường chắn của các đường hầm trong giao thông đường bộ, tường của. .. tin cậy là [7]: – Quan hệ với các tài liệu tiêu chuẩn hiện hành; – Tính chất quan trọng về kinh tế của công trình; – Sự phù hợp của độ tin cậy được thiết lập với thời điểm xác định; – Tiêu chuẩn hoá độ tin cậy; – Các mức tính toán về độ tin cậy; – Lựa chọn mô hình xác suất có xét đến thuật toán tiền định; – Sự đảm bảo tính toán bởi các thông tin thống kê; – Tính phụ thuộc của độ tin cậy chung của công. .. rộng vùng neo, cải thiện phần đất quanh vùng veo, tăng độ sâu và chiều dài dính bám của bầu neo, 3 Khối đất tác dụng tương hỗ với công trình: Cùng làm việc v ới công trình chịu tác động của các loại tải trọng,… Thực tế khai thác các công trình tường cừ có một neo đã chỉ ra rằng, khi mất ổn định chung theo sơ đồ trượt sâu, công trình cùng với khối đất nền và đất lấp có thể mất ổn định chung theo một trong... độ tin cậy của kết cấu công trình được thiết lập bằng cách phân tích các tiền đề và các sơ đồ tính) 8 Nguyên tắc phụ thuộc của độ tin cậy chung của công trình vào độ tin cậy của các cấu kiện thành phần của nó Tuỳ thuộc tính chất của bài toán cần giải mà các xác suất làm việc an toàn và tương ứng là các độ tin cậy sau đây có thể được xác định: đối với cấu kiện riêng biệt j hoặc kết cấu và nền công trình. .. neo cũng có thể mất ổn định do trượt theo dạng mặt trượt gãy khúc [ 4, 20] Vì thế, trong thực tế thiết kế phải tính toán kiểm tra ổn định trượt sâu của loại công trình này theo cả hai dạng mặt trượt nói trên Đã có nhiều phương pháp được nêu ra để tính ổn định chung của công trình tường cừ một neo Các phương pháp này phản ánh ở mức độ nào đó thực trạng của công trình khi bị mất ổn định Nhưng vấn đề trở . toán ổn định của kết cấu tường cừ một neo theo lý thuy ết độ tin cậy 16 Ch¬ng 2: Đ ộ tin cậy về ổn định chung của tường cừ một neo 26 2.1. Nguyên t ắc tính toán độ tin cậy về ổn định chung của tường c ừ. toán. Chương 2. Đ ộ tin c ậy về ổn định chung của t ư ờng cừ một neo. Chương 3. Xác đ ịnh độ tin cậy về ổn định chung của t ường cừ một neo. Chương 4. Tính toán đ ộ tin cậy về ổn định chung của công tr ình. đ ịnh độ tin cậy về ổn định chung của t ường c ừ một neo 51 3.1. Đ ộ tin cậy của tường cừ một neo về mất ổn định theo mặt trư ợt trụ tròn 51 3.1.1. Thu ật toán tiền định tính ổn định chung của tường