Bai tap thiet ke toi uu cầu

I - thông số chung thiết kế.

* Kích thước chung tường chắn : (Xem bảng dưới )
* Trọng lượng đơn vị của bê tông :

gbt =

25,00

kN/m

3

* Trọng lượng đơn vị của đất đắp :
* Góc ma sát trong của đất đắp :
*Góc ma sát giữa đất và tường

gtc =
j=
d=
lp =

18,00
15,00
7,50

kN/m
độ
độ

3

j
p = tg 2 (45 + )
2

* Hệ số áp lực ngang bị động :

1,70

a

Bê t ông X m M1 50

Mặ t nă ng th ể tr ượt

Bê t ông X m M1 50

A1

A1

A2

A2

B4

w

w

B4

Ea

B3

B3

B2

B2

B5

B4

B1

Eb

B1

Kích th ướ c mặ t cắ t t ườ ng ch ắn - Sơ đồ tín h á p lực đấ t

- Chiều cao từ đỉnh mái ta luy đến đỉnh tường chắn
h0 =
3,00 m
- Chiều dài từ đỉnh mái ta luy đến đỉnh tường chắn
a=

6,27 m
a=
-Góc giữa mặt đất đỉnh mái ta luy sau tường chắn với mặt nằm ngang
45
độ
+Xét trường hợp a > f Tính áp lực chủ động của đất với giả thiết mặt đất phía sau lưng tường nằng ngang và tải
trọng phân bố đều trên mặt đất trong phạm vi lăng thể trượt.Tải trọng phân bố đều tương đương lớp đất nằm ngang có độ cao h01
* Các công thức tính toán:
- Chiều dày lớp đất tương đương :
- Góc lăng thể trượt :
* Trong đó :

w= arctg(-tgw2 + (cotgw1+tgw2)x tgw2 )
w1= j
w2= j+d

-áp lực đất chủ động sau khi tính đổi
* Trong đó :

* Do đó ta có :

h01=h0/2 (m)
(độ)
-Công thức tính lấy trong quy phạm thiết kế tường
tường chắn (QP-23-65)
Ea=

g

Cos(w+w1)x A0tgw

Sin(w +w2)

A0=0.5(H2 +Hh01)

* Chiều dày lớp đất tương đương :

* Góc của lăng thể trượt :
* áp lực đất chủ động :

h01 =
w1=
w2=
A0 =

1,500 m
15,000 độ
22,500 độ

wH =

41,870 độ

E0 =

115,823 Kn/m

11,000


kíchmặt

thước
học
cấu
tường
chắn
(m)đất (X60)
whình
Hình 2: Kích thước chung
cắt ngang
tườngkết
chắn
+ Sơ
đồ tính
áp lực
X
Tên gọi
Chiếu cao phấn tường
Chiều cao bệ

Ký hiệu
H1

Giá trị

Tên gọi

4,000

H2

1,250

Chiều cao toàn tường

H

5,250

Giá trị

Chiều rộng đỉnh tường

Ký hiệu
a1

Chiều rộng chân tường

b2

1,900

Kích thước phần ngoài bệ

b3

0,800
0,300
3,000
1,000
0,800

Chiều dài tường

L

1,000

Kích thước phần trongi bệ

b1

Chiều cao lớp đất ngoài
Chiều cao ngàm
Chiều cao bệ sau tường

H'
h4
h3

2,750
1,500
1,250

Chiều rộng bệ
Chiều cao ngàm
Chiều cao bệ trước tường

b0
b4
h2

Ghi chú

0,500

ii - các thành phần tải trọng.
1/ Tại trọng tâm mặt cắt I - I

Kí hiệu

Mô tả

1
2
3
4
5
6
7

Khối A1 - Thân tường
Khối A2 - Thân tường
Khối B1
Khối B2
Khối B3
Khối B4
Khối B5
Tổng cộng

1

áp lực đất chủ động Ey
Tổng cộng

tải trọng theo phương đứng
Diện tích Chiều dài Lực đứng Cánh tay Mô men
(m2)
(m)
(kN)
đòn (m) (kN.m)
Trọng lượng bản thân tường chắn
2,000
1,000
50,000
-0,950
-47,500
2,800
1,000
70,000
-0,900
-63,000
1,500
1,000
37,500
-0,700
-26,250
1,625
1,000
40,625
-0,850

-34,531
1,360
1,000
34,000
0,650
22,100
0,160
1,000
4,000
0,967
3,867
0,360
1,000
9,000
0,250
2,250
245,125
-143,065
áp lực đất
1m
15,118
0,000
0,000
260,243
-143,065

Ghi chú

Mô men có chiều
hướng từ trong ra

mang dấu ( - )
và ngược lại

tải trọng theo phương ngang
Kí hiệu

Mô tả

1

áp lực đất chủ động Ex
áp lực đất bị động E'0

3

Tổng cộng

Diện áp lực Chiều dài Lực ngang
(kN/m)
(m)
(kN)

Cánh tay Mô men
đòn (m) (kN.m)

Ghi chú

-114,832

áp lực đất

1,000
-114,832

2,100

-241,147

Mô men có chiều

115,597

1,000

0,917

105,964

hướng từ trong ra
mang dấu ( - )
và ngược lại

115,597

115,597

105,964


iii - tổ hợp tải trọng.

Tổ hợp
1

i

Tải trọng
2
* Tổ hợp chính.
- Tĩnh tải tường chắn
- áp lực đất chủ động
- áp lực đất bị động

Tổng cộng

Hệ số tải
Lực ngang
Lực đứng (kN)
trọng
(kN)
3
4
5
1,1
1,1
1,1

269,638
269,638

Mô men

(kN.m)
6

-126,315
127,157

-157,371
-265,261
116,560

0,842

-306,072

Ghi chú
7
- Lực ngang và
mô men có chiều
hướng từ trong ra
mang dấu ( - ) và
ngược lại.

45


IV - kiểm toán ổn định
1/ Kiểm toán khả năng chống lật
* Giả thiết kết cấu bị lật quanh trục đi qua mép ngoài cùng của bệ theo chiều hướng từ trong ra. Khi đó ta có công thức kiểm toán
khả năng chống lật của kết cấu như sau:
Ml

M gh

=

Pi e + Ti h i
i
y Pi

Sơ đồ tính ổn định chống lật,
m

* Trong đó: - Ml : Mô men gây lật tính toán (kN.m)
- Mgh : Mô men chống lật giới hạn (kN.m)

Tt

Ml

- Pi : Thành phần lực thẳng đứng (kN)
- Ti : Thành phần lực ngang (kN)

Trục lật

- ei, hi : Cánh tay đòn của các thành phần
Pi và Ti đối với trọng tâm mặt cắt (m)
- y : Khoảng cách từ trọng tâm mặt cắt
đến trục lật (m)
- m : Hệ số điều kiện làm việc lấy bằng :
m = 0,8

Mô men gây lật
Ml (kN.m)
306,072

Tổ hợp
I

SPi

y

Cánh tay đòn

Tổng thành phần lực đứng
SPi (kN)
269,638

y (m)
1,5

Trọng tâm mặt

Mô men chống lật
Mgh (kN.m)
404,456

Ml/Mgh
0,757

Khả năng

chống lật
#N/A

2/ Kiểm toán khả năng chống trượt
Ti
Tt
=
m
Tgh
Pi

* Công thức kiểm toán khả năng chống trượt :

- Tt : Lực gây trượt tính toán (kN)

* Trong đó :

- Tgh : Lực chống trượt giới hạn (kN)
- Pi : Thành phần lực thẳng đứng (kN)
- Ti : Thành phần lực ngang gây trượt (kN)
- y : Hệ số ma sát : y =
0,35
- m : Hệ số điều kiện làm việc : m =
0,8
Tổ hợp
I

Lực ngang gây trượt
Tt (kN)
0,842

Tổng thành phần lực đứng
SPi (kN)
269,638

Lực chống trượt giới hạn
Tgh (kN)
94,373

Tt/Tgh
0,01

Khả năng chống
trượt
Đạt

Sơ đồ tính ứng suất đáy
2/ Kiểm toán cuòng độ đất nền
* Tính toán cường độ của đất nền.

max R

b

- Trong đó :
smax - ứng suất lớn nhất của đất nền dưới đáy móng được tính theo công thức:

max,min =

+ Khi e0 <= r :

max,min =

F
P
F

e0

R



M
R
W

smax

+ Khi e0 = 0 :

P

P

smin

- Công thức :

max =

+ Khi e0 > r :

2P
b
3( e )a
0
2

R

Trong đó : - F, W - Diện tích và mômen chống uốn của mặt cắt đáy móng.
M
- e0 =
độ lệch tâm của hợp lực với trọng tâm đáy móng.
P

-

=

W
F

bán kính quán tính của mặt cắt đáy móng.

- a chiều dài đáy móng.
- b chiều rộng đáy móng.

a = 1,000m
b = 3,000m

R - Cường độ tính toán của đất nền đáy móng được tính theo công thức :

R = 1.2{R'(1 + k1(b - 2)) + k2g(h - 3)}
Trong đó : - R' - Cường độ tiêu chuẩn của đất nền.
- k1, k2 - Hệ số ( tra bảng ).

R' = 200kN/m2
k1 = 0,040
k2 = 0,200
g = 26,6 kN/m3
h = 1,250m

- g - Dung trọng trung bình của đất từ đáy móng trở lên.
- h - Chiều sâu chôn móng.
Tổ hợp
i

M
(kN.m)
-306,072

P
(kN)
269,638

F
2

(m )
3,000

W
3
(m )
1,500

e0
(m)
-1,135

r
(m)
0,500

smax

smin
2

(kN/m )
-114,169

2

(kN/m )
293,927

R

2
(kN/m )
238,428

Kết kuận
Đạt