Thiết kế chân dao

Chương 8 Thiết kế chân dao I.Lựa chọn sơ bộ kích thước chân dao Hình dạng của chân dao được chọn dùng tuỳ theo cường độ của các lớp đất mà giếng sẽ cắt qua. Trong thực tế thường gặp 3 loại chân dao chính sau đây: loại hình thang; loại đa giác và có mũi tù và nhô để tựa lên đáy giếng Hình1:Hình dạng chân dao của giếng chìm a: Hình thang; b: Hình thang có phần nhô; c, d: Hình thang có mũi tù Góc nghiêng của mặt trong so với phương nằm ngang lấy như sau: đối với đất chặt , đất chặt vừa , đất yếu , góc nghiêng lấy trong khoảng 15- 450, trong đó góc nhỏ nhất cho đất yếu. Bề rộng của mũi chan dao t0 tuỳ theo điều kiện đất nền và kích thước của giếng hạ lấy trong khoảng từ 15- 40(cm), trị số nhỏ khi hạ vào cát, sỏi hoặc sét cứng. Bề rộng phần tù c= 0,2- 0,4(m). Giếng hạ trong công trình này là giếng hạ toàn khối, thông qua việc hạ từng đốt giếng. Với 3 loại chân dao trên kết hợp với điều kiện địa chất công trình và quá trình thi công được thực một cách thuận lợi ta chọn sơ bộ kích thước chân dao như sau: II.Tính toán nội lực chân dao Chân của giếng chìm được tính toán như côngson khi xem chân giao bị ngàm tại mặt cắt I – I theo 2 trường hợp làm việc sau đây: *Trường hợp 1: Bắt đầu hạ. Khi lưỡi chân giao ép lên đất và chịu áp lực đất ở phía mặt trong của dao. Thành phần thẳng đứng và thành phần nằm ngang của phản lực đất bằng Sơ đồ tính toán của chân dao như sau: V1= p.to ; V2 = p.b1/2 ; . to : bề rộng của lưỡi đào, chọn to=20(cm) = 0,2 (m). : Góc nghiêng của dao so với phương ngang ; = 630 Hạ đốt giếng có chiều cao 2,27m. Bề dày Trọng lượng giếng trên 1m dài của đốt giếng thứ nhất. . Ta sẽ chọn “” của lớp đất có giá trị nhỏ nhất trong số 7 lớp đất. Bởi vì khi “” có giá trị nhỏ thì sẽ có giá trị lớn tức là lực sẽ có giá trị lớn Chân dao sẽ chịu lực lớn hơn. Như vậy là sẽ thiên về an toàn. Chọn . . Lực đặt tại điểm cách lưỡi giao . Mômen của các lực ngoài đối với trọng tâm O của tiết diện I - I . . . *Trường hợp 2: ứng với trạng thái khi giếng hạ đến độ sâu thiết kế, đất dưới lưỡi dao được đào đi và bên mặt ngoài của dao dưới tác dụng áp lực ngang của đất. Làm chân dao uốn vào phía trong và được tính với mômen do áp lực đất chủ động. - Thiên về an toàn khi xem phần chân dao này chịu áp lực ở trạng thái tường đứng yên - Tại tiết diện côngson I - I xuất hiện . +Mômen uốn. +Lực cắt. p1, p2: áp lực đất ở trạng thái đứng yên tại cao độ trong phạm vi h= 600(mm) -Tính áp lực đất chủ động P1,P2 . * áp lực đất chủ động theo Rankine. . Chân dao nằm ở lớp đất 7 có ;C= 0,492(kG/cm2) . Tính p1 Tính p2 Mômen uốn: - Lực cắt III.Tính toán cốt thép chân dao Từ nội lực chân dao tính được ở trên ta so sánh nội lực ứng với 2 trường hợp. Trường hợp nào cho giá trị nội lực lớn hơn ta sẽ lấy để thiết kế thép cho chân dao. Cốt thép dọc được tính với mômen M= 3,564(Tm). Cốt thép vòng được tính với lực cắt Q= 11,847(T). Để tính cốt thép ta quy về việc tính thép cho dải bản có kích thước tương đương. Phần mũi dao có bề dày t0= 200(mm). Phần dao tại mặt cắt 1-1 có bề dày b= 200+300= 500(mm) Từ đó ta quy về việc tính cốt thép cho dải bản có bề dày là: t= 350(mm). Giả thiết: a = 4,0 cm (môi trường ẩm cao) Tính = = 0,0256; Do bản sàn tính nội lực theo sơ đồ khớp dẻo nên điều kiện hạn chế khi tính theo bài toán cốt đơn là: Bêtông ta lựa chọn có Rb= 14,5(MPa) < 15(MPa) nên = 0,3 và pl= 0,37 = 1 - ; Diện tích cốt thép cần thiết là: As = = 4,16(cm2); Lượng thép tính ra ở trên tương đối nhỏ, vậy ta sẽ đặt cốt thép theo cấu tạo, lựa chọn d18@200 * Thiết kế cốt thép vòng: Giá trị lực cắt tính toán : Q = 11,847(T) Ta sẽ kiểm tra khả năng chịu cắt của bêtông. Nếu bêtông đủ khả năng chịu cắt thì ta sẽ không phải tính toán cốt đai nữa mà sẽ đặt cốt đai theo cấu tạo. Còn nếu không thì ta sẽ tính toán để bố trí cốt đai. Kiểm tra điều kiện tính toán. = 19,53(T) So sánh Qb và Q ta nhận thấy Q= 11,847(T)< Qb= 19,53(T). Cho nên ta sẽ không phải tính toán cốt đai chịu cắt. Mà lực cắt ở đây hoàn toàn do bêtông chịu. đ Điều kiện bêtông chịu cắt được thỏa mãn. Cốt thép theo phương vòng đặt theo cấu tạo, lựa chọn d18@200