Đồ Án Tải trọng tác động lên kết cấu chắn giữ

Đề tài: Tải trọng tác động lên kết cấu chắn giữ


MỤC LỤC​

PHẦN I: XÂY DỰNG 7

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TƯỜNG CHẮN HỐ MÓNG 7

1.1. TÌNH HÌNH CHUNG 7

1.2. PHÂN LOẠI TƯỜNG VÂY HỐ MÓNG 8

1.2.1. Tường chắn giữ bằng xi măng đất trộn ở tầng sâu 8

1.2.2. Cọc bản thép 8

1.2.3. Cọc bản bê tông cốt thép 9

1.2.4. Tường chắn bằng cọc khoan nhồi 9

1.2.5. Tường liên tục trong đất 10

1.3. MỤC TIÊU ĐỒ ÁN 10

CHƯƠNG 2. TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN KẾT CẤU CHẮN GIỮ 11

2.1. CÁC DẠNG TẢI TÁC ĐỘNG VÀ PHÂN LOẠI 11

2.2. ÁP LỰC ĐẤT 11

2.2.1. Tính áp lực đất tĩnh 13

2.2.2. Lí thuyết áp lực đất Rankine 14

a. Lí thuyết cân bằng giới hạn của đất 14

b. Nguyên lí cơ bản của lí thuyết áp lực đất Rankine 15

c. Tính áp lực đất chủ động Rankine 17

d. Tính áp lực đất bị động Rankine 20

2.2.3. Lí thuyết áp lực đất Coulomb 21

a. Nguyên lí cơ bản 21

b. Tính áp lực đất chủ động. 22

c. Tính áp lực đất bị động 24

2.2.4. Tính áp lực đất khi có tải trọng tác dụng 26

2.3. ÁP LỰC NƯỚC 28

2.3.1. Phương pháp tính áp lực nước bình thường 28

a. Phương pháp tính riêng áp lực nước đất 28

b. phương pháp áp lực nước đất tính chung 29

CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP ĐỀ XUẤT 31

3.1. SƠ ĐỒ TÍNH 31

3.1.1. Khái niệm cơ bản phương pháp phần tử hữu hạn 31

3.1.2. Quá trình phân tích phương pháp phần tử hữu hạn hệ thanh trên nền đàn hồi. 31

a. Rời rạc phần tử kết cấu chắn đất. 31

b. Xác định ma trận độ cứng của mỗi phần tử 32

3.1.3. Hệ số nền 36

3.1.4. Bề rộng tính toán của cọc 39

3.1.5. Kết quả xây dựng sơ đồ tính 40

3.2. TÍNH TOÁN 41

3.2.1. Ảnh hưởng của chuyển vị thân tường đối với áp lực đất 41

3.2.2. Lí luận cùng biến dạng 45

a. Công thức tính cơ bản 46

b. Các bước tính toán 47

CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 51

4.1. XÂY DỰNG SƠ ĐỒ TÍNH 51

4.2. KẾT QUẢ 52

4.2.1. Biểu đồ nội lực và chuyển vị 52

a. Giai đoạn 1 52

b. Giai đoạn 2 53

4.2.2. Biểu đồ điều áp lực đất điều chỉnh 53

a. Giai đoạn 1 53

b. Giai đoạn 2 54

PHẦN II: TIN HỌC 55

CHƯƠNG 5. TỔNG QUAN 55

5.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 55

5.2. CÁC PHẦN MỀM LIÊN QUAN 56

5.2.1. Phần mềm Plaxis 56

5.2.2. Phần mềm ProSheet 56

5.2.3. Phần mềm RIDO, Msheet 57

5.3. NỘI DUNG THỰC HIỆN ĐỒ ÁN: 58

CHƯƠNG 6. THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH 59

6.1. BIỂU ĐỒ USECASE 59

6.1.1. Biều đồ UseCase tổng thể 59

6.1.2. Mô tả UseCase 60

a. UseCase Vật liệu 60

b. UseCase Đất nền 60

c. UseCase Cọc 61

d. UseCase Thanh chống 61

e. UseCase Tải trọng 62

f. UseCase Thi công 62

g. UseCase Thiết lập 63

h. UseCase Xuất kết quả bảng 64

i. UseCase Biểu đồ 64

j. UseCase Điều chỉnh áp lực 65

6.2. Biểu đồ tuần tự 66

a. Biểu đồ nhập vật liệu 66

b. Biểu đồ nhập đất nền 67

c. Biểu đồ nhập dữ liệu cọc 68

d. Biểu đồ nhập thanh chống 69

e. Biểu đồ nhập tải trọng 70

f. Biểu đồ nhập thuộc tính thi công 71

g. Biểu đồ thiết lập mở rộng 72

h. Biểu đồ xem và xuất kết quả dạng bảng 73

i. Biểu đồ kết quả nội lực và chuyển vị 74

j. Biểu đồ kết quả điều chỉnh áp lực đất 75

6.3. Biểu đồ lớp 76

6.3.1. Tìm kiếm lớp 76

6.3.2. Biều đồ lớp 77

6.4. THIẾT KẾ GIAO DIỆN 80

6.4.1. Giao diện chính 80

6.4.2. Giao diện nhập dữ liệu vào 82

a. Nhập vật liệu 83

b. Nhập dữ liệu đất nền 83

c. Nhập thuộc tính cọc 85

d. Nhập thông số thanh chống 85

e. Nhập tải trọng 85

f. Nhập thuộc tính thi công 85

g. Nhập các thiết lập 86

6.4.3. Giao diện tính toán 86

6.4.4. Giao diện hiển thị kết quả đưa ra 87

a. Xem mô hình 87

b. Hiển thị và xuất kết quả bảng 87

c. Kết quả biểu đồ 89

d. Kết quả áp lực đất điều chỉnh 89

CHƯƠNG 7. THIẾT KẾ THUẬT TOÁN 91

7.1. CÁC KÝ HIỆU QUY ƯỚC DÙNG TRONG THUẬT TOÁN 91

7.2. CÁC THUẬT TOÁN CHÍNH CỦA CHƯƠNG TRÌNH 92

7.2.1. Thuật toán tổng thể 92

7.2.2. Các thuật toán chi tiết 93

a. Áp lực đất tĩnh bên phải tác động lên cọc 93

b. Áp lực đất tĩnh bên trái tác động lên cọc 94

c. Áp lực đất chủ động bên phải tác động lên cọc 96

d. Áp lực đất bị động ở bên trái tác động lên cọc 98

e. Chạy chương trình 100

f. Điều chỉnh áp lực đất 101

CHƯƠNG 8. MÃ HOÁ CHƯƠNG TRÌNH 102

8.1. CƠ SỞ CHỌN NGÔN NGỮ, PHƯƠNG THỨC LẬP TRÌNH 102

8.2. CƠ SỞ DỮ LIỆU CỦA CHƯƠNG TRÌNH 103

8.2.1. Dữ liệu vào 103

a. Vật liệu 103

b. Đất nền 103

c. Thi công 104

8.2.2. Dữ liệu ra 104

a. Chuyển vị 104

b. Nội lực 104

c. Áp lực điều chỉnh 105

8.2.3. Dữ liệu phục vụ quá trình tính toán 105

a. Dữ liệu phục vụ quá trình gọi SAP 105

b. Dữ liệu phục vụ mô tả mô hình bài toán trong Sap2000: 105

8.2.4. Một số biến khác 106

8.3. MÔ TẢ CÁC MODULE 106

8.3.1. Module “ mdlDefineVar” 106

8.3.2. Module “mdlFile” 106

8.3.3. Module “mdlSap” 107

8.3.4. Module “mdlForce” 108

8.3.5. Module “mdlDraw” 108

8.3.6. Module “mdlCaculate” 108

8.3.7. Các Module khác 109

a. Module “mdlHelp” 109

b. Module “mdlVietNamese” 109

c. Module “mdlMaterial” 109

8.4. CÁC KỸ THUẬT TIN HỌC MỚI ĐƯỢC SỬ DỤNG 110

8.4.1. Các kỹ thuật Việt hoá giao diện 110

8.4.2. Kỹ thuật đóng gói 114

CHƯƠNG 9. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG VÀ THỬ NGHIỆM 116

9.1. HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT 116

9.2. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG 116

9.2.1. Trình tự giải quyết một bài toán 116

9.2.2. Hướng dẫn nhập dữ liệu 116

a. Thông số vật liệu 116

b. Thông số đất nền 116

c. Thông số cọc 117

d. Thông số thanh chống 117

e. Thông số tải trọng 117

f. Thông số thi công 117

g. Thông số thiết lập 118

9.2.3. Hướng dẫn phân tích chương trình 118

9.2.4. Hướng dẫn xem kết quả 118

a. Kết quả mô hình 119

b. Xem và xuất kết quả dạng bảng 119

c. Biểu đồ kết quả 119

d. Kết quả điều chỉnh áp lực 119

9.2.5. Hướng dẫn sử dụng trong khi chạy chương trình 119

a. Lỗi chưa nhập đủ dữ liệu 120

b. Lỗi nhập sai dữ liệu 120

9.3. SO SÁNH KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VỚI PHẦN MỀM TƯƠNG TỰ 123

CHƯƠNG 10. ĐÁNH GIÁ NỘI DUNG THỰC HIỆN 125

10.1. TỰ ĐÁNH GIÁ PHẦN TIN HỌC CỦA ĐỒ ÁN 125

10.1.1. Ưu điểm 125

10.1.2. Nhược điểm 125

10.2. KHẢ NĂNG BẢO TRÌ VÀ PHÁT TRIỂN 126

10.2.1. Bảo trì 126

10.2.2. Phát triển 126

TÀI LIỆU THAM KHẢO 127


PHẦN I: XÂY DỰNG

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TƯỜNG CHẮN HỐ MÓNG

1.1. TÌNH HÌNH CHUNG

Ở một số thành phố lớn của Việt Nam cũng như các thành phố lớn trên thế giới, do cần tiết kiệm đất đai và giá thành đất ngày càng tăng, nên đã tìm cách cải tạo hoặc xây dựng mới các đô thị của mình với các ý tưởng chung là triệt để khai thác và sử dụng không gian dưới mặt đất cho nhiều mục đích khác nhau về kinh tế, xã hội văn hoá môi trường và có khi cho cả phòng vệ dân sự nữa.

Một số ngành công nghiệp do yêu cầu của dây chuyền công nghệ ( như nhà máy luyện kim, cán thép, làm phân bón, sản xuất vật liệu xây dựng v.v ) cũng đã đặt một phần không nhỏ dây chuyền đó nằm sâu dưới đất.

Các trạm bơm lớn, công trình thuỷ lợi hay thuỷ điện cũng cần đặt sâu vào lòng đất nhiều bộ phận chức năng với diện tích đến hàng chục ngàn mét vuông và sâu đến hàng trục mét.

Việc xây dựng các loại công trình nói trên theo xu thế hiện nay dẫn đến xuất hiện hàng loạt kiểu hố móng sâu khác nhau mà để thực hiện chúng, người thiết kế và thi công cần có những biện pháp chắn giữ bảo vệ thành vách hố móng và công nghệ đào thích hợp về mặt kỹ thuật – kinh tế cũng như an toàn về môi trường và không gây ra ảnh hưởng xấu đến công trình lân cận đã xây dựng trước đó.

Loại công trình xây dựng hạ tầng cơ sở đô thị thường gặp hố hoặc hào đào sâu, từ đơn giản đến phức tạp, như:

- Hệ thống cấp thoát nước

- Hệ thống bể chứa và xử lí nước thải

- Ống góp kĩ thuật chung, trong đó đặt các đường ống cấp nước, khí đốt, điện động lực, cáp thông tin

- Nút vượt ngầm cho người đi bộ

- Bãi đậu xe, gara ô tô, kho hàng

- Ga và đường tàu điện ngầm, đường ô tô cao tốc

- Văn phòng giao dịch, cung hội nghị, khu triển lãm lớn, trung tâm thương mại

- Tầng hầm kĩ thuật hoặc dịch vụ dưới các nhà cao tầng

- Công trình phòng vệ dân sự

- v.v

Tong những năm gần đây ở nước ta, tại các thành phố lớn như Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh cũng bắt đầu sử dụng các tầng hầm dưới các nhà cao tầng với hố đào có chiều sâu đến hàng chục mét và chiều sâu của tường trong đất đến trên 40m, tổng số có đến trên 10 công trình

Ví dụ như Harbour View Tower ở thành phố Hồ Chí Minh gồm 19 tầng lầu và 2 tầng hầm, có hố móng sâu đến 10m, đã dùng tường trong đất sâu 42m, dày 0,6m với tổng diện tích tường đạt đến 3200m2 để vây quanh mặt bằng móng 25 x 27 m. Trụ sở Vietcombank Hà Nội cao 22 tầng và 2 tầng hầm có hố móng sâu 11m cũng dùng tường trong đất sâu 18m, dày 0,8m với tổng diện tích tường 2500m2 kết hợp với 101 chiếc neo trong đất đặt ở 2 cao trình +8,7m và +4,2m với cao trình +11m của mặt đất tự nhiên.

Trong xây dựng công nghiệp như ở Nhà máy Apatit Lào Cai, Nhà máy Xi măng Bỉm Sơn hay Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại đã có những kho, hầm hay tuynen vận chuyển nguyên liệu đặt sâu trong đất từ 4 – 5 mét đến trên 20 mét.

1.2. PHÂN LOẠI TƯỜNG VÂY HỐ MÓNG

1.2.1. Tường chắn giữ bằng xi măng đất trộn ở tầng sâu

Trộn cưỡng bức với xi măng thành cọc xi măng đất, sau khi đóng rắn sẽ thành tường chắn có dạng bản liền kề khối đạt cường độ nhất định, dùng để đào loại hố móng có độ sâu 3 – 6 m.

1.2.2. Cọc bản thép

Dùng thép máng sấp ngửa móc vào nhau hoặc cọc bản thép khoá miệng bằng thép hình với mặt cắt chữ U và chữ Z. Dùng phương pháp đóng hoặc rung để hạ chúng vào trong đất, sau khi hoàn thành nhiệm vụ chắn giữ, có thể thu hồi sử dụng lại, dùng cho loại hố móng có độ sâu từ 3 – 10m.