Đang tải... (xem toàn văn)
Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn Bài tập môn học nền móng và tường chắn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG KHOA SAU ĐẠI HỌC BÀI TẬP MÔN HỌC NỀN MÓNG VÀ TƯỜNG CHẮN ĐẤT BÀI TẬP TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT I - Số liệu toán: Tường chắn có cốt với chiều cao H = 7,5 m , bề rộng B = L >=0.7H bảo vệ đất nằm ngang tải trọng giao thông quy lớp đất đắp tương đương chiều dầy 1m (q = 20 kN/m) + Đất có đặc trưng lý sau: - Vật liệu đắp cát : γ t = 19,6 kN/m3 ; ϕđ = 34o ; Ct = kN / m2; - Nền đất bên sét chặt vừa: γ n = 19,6 kN/m3; ϕn = 30o; Cn= kN/m2 + Mặt tường BTCT kiểu chữ thập 1,5 x 1,5; cốt tường thép có gờ mạ kẽm, đặt trưng sau: - Thép bon dầy 16 mm; - Cường độ chịu kéo: 340 N/mm2; * Yêu cầu : Tính toán kích thước tường theo điều kiện ổn định bên ổn định bê tường chắn đất; II - Bài giải : + Sơ đồ tính toán tải trọng tác dụng ( tính cho 1m dài ): W2= q*L q=20kN/m Tường chắt đất P2= q*H*Ka P1= 1/2*Ka* γ ∗ H H/3 γ ∗ H*L W1= H/2 H Ev e x N L=6m GV hướng dẫn: GS.TS DƯƠNG HỌC HẢI HV: NGUYỄN TÁ DUÂN - LỚP CAO HỌC XD ĐƯỜNG K2007 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG KHOA SAU ĐẠI HỌC BÀI TẬP MÔN HỌC NỀN MÓNG VÀ TƯỜNG CHẮN ĐẤT + Tải trọng tác dụng: - Trọng lượng thân tường W1= γ đ *L*H*1 m; - Tải trọng giao thông phía tường W2= q*L*1m; - Hệ số áp lực ngang sau lưng tường chắn Ka= tg2( 45o- ϕt/2) = tg2( 28o ) = 0,28 - Áp lực ngang sau lưng tường tải trọng đất đắp gây P 1= ka*γ đ*H2*1m - Áp lực ngang sau lưng tường tải trọng giao thông gây P2= ka *q*H*1m - Ma sát sau lưng tường tải trọng gây Pv= lực dính C = 1) Xác định sơ kích thước tường chắn có cốt: Chọn Htt = 7,5 m; chọn bề rộng tường theo điều kiện ổn định không bị trượt phía trước, công thức: γ H 1,5 K a q + s tt L≥ γ t tgϕ Trong đó: - L: Bề rộng tường chắn; - q tải trọng xe quy đổi tương đương; q = 20kN; - γs, γt : dung trọng đất đắp sau tường phạm vi tường (trong toán giả thiết loại đất dắp) = 19,6 kN/m3; - Ka = 0,28 Thay vào công thức: γ H 19,6.7,5 1,5K a q + s tt 1,5.0,28. 20 + L≥ = = 3,2m γ t tgϕ 19,6.tg 30 Từ điều kiện cấu tạo L >= 0,7H chọn L = 6m; Từ H = 7,5 m; L = m; thay trị số vào công thức tính tải trọng tác dụng ta được: - Trọng lượng thân tường W1= γ t *L*H*1 = 19,6.6.7,5 = 882 kN; - Tải trọng giao thông phía tường W2= q*L*1 = 20.6.1 = 120 kN; W = 1,5.(W1 + W2) = 1,5.(882 + 120) = 1503 kN; 1,5 hệ số tải trọng riêng phần - Hệ số áp lực ngang sau lưng tường chắn Ka= tg2( 45o- ϕt/2) = tg2( 28o ) = 0,28 GV hướng dẫn: GS.TS DƯƠNG HỌC HẢI HV: NGUYỄN TÁ DUÂN - LỚP CAO HỌC XD ĐƯỜNG K2007 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG KHOA SAU ĐẠI HỌC BÀI TẬP MÔN HỌC NỀN MÓNG VÀ TƯỜNG CHẮN ĐẤT - Áp lực ngang sau lưng tường tải trọng đất đắp gây P 1= 1 Ka*γ đ*H2*1= 2 0,28.19,6.7,52.1 = 154,4 kN; - Áp lực ngang sau lưng tường tải trọng giao thông gây P 2= Ka*q*H*1 = 0,28.20.7,5 = 42 kN; Tổng áp lực đẩy ngang Ea = 1,5.(P1 + P2) = 1,5.(154,4 + 42) = 294,6 kN; 1,5 hệ số tải trọng tính toán riêng phần áp dụng cho tổng lực đẩy 2) Kiểm toán ổn định bên ngoài: 2.1) Kiểm toán điền kiện ổn định trượt đáy móng cốt: - Điều kiện ổn định theo công thức sau: K truot = W tgϕ tt + c tt L Ea Trong đó: W = 1,5.(W1 + W2) = 1,5.(882 + 120) = 1503 kN; 1,5 hệ số tải trọng riêng phần P1= 1 Ka*γ đ*H2*1= 0,28.19,6.7,52.1 = 154,4 kN; 2 Ea = 1,5.(P1 + P2) = 1,5.(154,4 + 42) = 294,6 kN;1,5 hệ số tải trọng riêng phần Bỏ qua trị số lực dính Ctt ; trị số hệ số ma sát tính toán tgφtt = 0,3 (tra bảng II.7.2 ) Thay giá trị vào công thức: K truot = 1503.0,3 = 1,53 > 1,2 đảm bảo ổn định trượt 294,6 2.2) Kiểm toán sức chịu tải đất móng kiểm tóan ổn định nghiêng lật: - Điều kiện ổn định chống nghiêng lật: Để bẩo đảm ổn định, độ lệch tâm e thỏa mãn điều kiện e ≤ L/4 Ta có: e =1/2* L - x; Để tính x ta lấy tổng mô men điểm A; ∑M A ⇒x= = W1 * W1 * L L H H + W2 * + Ev * L − ( P1 * + P2 * ) − N * x 2 L L H H + W2 * + Ev * L − ( P1 * + P2 * ) 2 N Trong đó: W1= 882 kN; GV hướng dẫn: GS.TS DƯƠNG HỌC HẢI HV: NGUYỄN TÁ DUÂN - LỚP CAO HỌC XD ĐƯỜNG K2007 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG KHOA SAU ĐẠI HỌC BÀI TẬP MÔN HỌC NỀN MÓNG VÀ TƯỜNG CHẮN ĐẤT W2= 120 kN; P1.H/3+P2.H/2= 1,5.(154,4.H/3 + 42.H/2) = 1,5(154,4.7,5/3+42.7,5/2) = 815,3 Hệ số 1,5 hệ số tải trọng riêng phần, áp dụng cho tính lực ngang; Ev = 0; bỏ qua lực ma sát đất lưng tường; N = W1+W2+Ev = 1002 kN; W tính hệ số tải trọng riêng phần = 1; Thay giá trị vào công thức: e= 6− 1002 − 815,3 m: K = Ka; Ko = - sin34o = 0,44 Kết tính toán theo bảng sau: St 10 Hj 0.75 1.5 2.25 3.75 4.5 5.25 6.75 7.5 Wj 208.2 296.4 384.6 472.8 561.0 649.2 737.4 825.6 913.8 1002.0 P1j 1.5 6.2 13.9 24.7 38.6 55.6 75.6 98.8 125.0 154.4 P2j 4.1 8.2 12.3 16.5 20.6 24.7 28.8 32.9 37.0 42.0 ej 0.01 0.05 0.09 0.16 0.23 0.32 0.42 0.54 0.67 0.81 Rj 312.3 444.6 576.9 709.2 841.5 973.8 1106.1 1238.4 1370.7 1503.0 σvj 52.3 75.3 99.3 124.7 152.0 181.7 214.6 251.5 293.8 343.7 Tj 11.0 15.8 20.9 26.2 31.9 38.2 45.1 52.8 61.7 72.2 - Tính toán thiết diện cốt theo điều kiện khả cốt bị kéo đứt: GV hướng dẫn: GS.TS DƯƠNG HỌC HẢI HV: NGUYỄN TÁ DUÂN - LỚP CAO HỌC XD ĐƯỜNG K2007 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG KHOA SAU ĐẠI HỌC BÀI TẬP MÔN HỌC NỀN MÓNG VÀ TƯỜNG CHẮN ĐẤT Điều kiện: Tj.Sh ≤ Atj.Rk.k Trong đó: Atj - diện tích tiết diện cốt kim loại thuộc hàng j lại (chưa bị gỉ) năm thứ t cuối thời kỳ dự kiến khai thác, dự kiến 60 năm; Rk - cường độ chịu kéo giới hạn vật liệu - Dự kiến sử dụng thép bon có gờ dầy 5mm; cường độ chịu kéo: 340 N/mm2; chiều dầy thí bỏ cuối kỳ khai thác 0,38mm k - hệ số triết giảm cường độ; k = 0,65; Sh - khoảng cách bố trí cốt thép theo chiều ngang Sh = 100 cm; Chọn chiều dầy thép đai mỏng dầy 5mm, chiều dầy thí bỏ sau 60 năm 0,38mm Kết tính toán chọn kích thước theo bảng sau: Tj (kN/m2) 11.0 15.8 20.9 26.2 31.9 38.2 45.1 52.8 61.7 72.2 Sh (m) 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 T.Sh (kN/m) Rk (kN/m2) 11.0 15.8 20.9 26.2 31.9 38.2 45.1 52.8 61.7 72.2 340000 340000 340000 340000 340000 340000 340000 340000 340000 340000 suy giảm k 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 thí bỏ cốt 0.00038 0.00038 0.00038 0.00038 0.00038 0.00038 0.00038 0.00038 0.00038 0.00038 Diện tích Atj (m2) 0.00005 0.00007 0.00009 0.00012 0.00014 0.00017 0.00020 0.00024 0.00028 0.00033 dầy (m) 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 rộng (m) 0.010 0.015 0.019 0.024 0.029 0.035 0.041 0.048 0.056 0.066 Từ diện tích thiết diện cốt ta tùy chọn loại cốt cấu tạo sẵn cho phù hợp theo nhà sản xuất; phạm vi toán giả thiết chiều dầy cố định 5mm ta lựa chọn giá trị chiều rộng phù hợp với vị trí lớp; để đơn giản thi công tăng khả an toàn ta chọn cốt thép mạ có gờ kích thước 5mm x 70 mm; - Tính toán chiều dài cốt theo khả cốt bị kéo tuột không đủ sức neo bám tính chiều dài cốt cần thiết: L = Le + La Trong đó: La - Phần cốt nằm vùng chủ động; La = 0,3.H nửa tường H/2; La = (H-z).tg(45o - φ/2) với z > H/2; Le - chiều dài cốt nằm vùng neo bám; Sức kháng kéo tuột cốt xác định theo công thức: Pktj = 2f*.γt.hj.btj.Lej GV hướng dẫn: GS.TS DƯƠNG HỌC HẢI HV: NGUYỄN TÁ DUÂN - LỚP CAO HỌC XD ĐƯỜNG K2007 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG KHOA SAU ĐẠI HỌC BÀI TẬP MÔN HỌC NỀN MÓNG VÀ TƯỜNG CHẮN ĐẤT Trong đó: Lej - Chiều dài cốt thứ j nằm vùng neo bám; btj - bề rộng cốt hàng j cuối thời kỳ khai thác; γt - dung trọng đất tường chắn; hj - chiều sâu hàng cốt thứ j; f* - hệ số ma sát = 1,5 đỉnh tường h = 6m, f * = tg30o = 0,58 h>6m giá trị trung gian nội suy tuyến tính tam giác; Điều kiện kiểm toán khả cốt không bị kéo tuột: Tj.Sh ≤ Pktj k; k - hệ số triết giảm sức kháng kéo tuột = 0,9; Tj.Sh ≤ (2f*.γt.hj.btj.Lej).k ; Lej ≥ Tj.Sh/2f*.γt.hj.btj.k; Kết tính toán L theo bảng sau: St Hj 10 T.Sh 0.75 1.5 2.25 3.75 4.5 5.25 6.75 7.5 Pkt 11.0 15.8 20.9 26.2 31.9 38.2 45.1 52.8 61.7 72.2 3.09 5.83 8.24 10.30 12.02 13.40 14.43 15.13 15.48 15.50 Le 3.55 3.01 2.81 2.83 2.95 3.17 3.47 3.88 4.43 5.17 La 2.25 2.25 2.25 2.25 2.25 2.05 1.70 1.20 0.70 0.00 L 5.80 5.26 5.06 5.08 5.20 5.22 5.17 5.08 5.13 5.17 Chọn chiều dài cốt thép L = 6m GV hướng dẫn: GS.TS DƯƠNG HỌC HẢI HV: NGUYỄN TÁ DUÂN - LỚP CAO HỌC XD ĐƯỜNG K2007 ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG KHOA SAU ĐẠI HỌC BÀI TẬP MÔN HỌC NỀN MÓNG VÀ TƯỜNG CHẮN ĐẤT + Tải trọng tác dụng: - Trọng lượng thân tường W1= γ đ *L*H*1 m; - Tải trọng giao thông phía tường W2= q*L*1m;... kN; GV hướng dẫn: GS.TS DƯƠNG HỌC HẢI HV: NGUYỄN TÁ DUÂN - LỚP CAO HỌC XD ĐƯỜNG K2007 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG KHOA SAU ĐẠI HỌC BÀI TẬP MÔN HỌC NỀN MÓNG VÀ TƯỜNG CHẮN ĐẤT W2= 120 kN; P1.H/3+P2.H/2=... tải móng q r = 2,3 ≤ [ R ] = 2,5daN / cm GV hướng dẫn: GS.TS DƯƠNG HỌC HẢI HV: NGUYỄN TÁ DUÂN - LỚP CAO HỌC XD ĐƯỜNG K2007 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG KHOA SAU ĐẠI HỌC BÀI TẬP MÔN HỌC NỀN MÓNG VÀ TƯỜNG