Đồ án Thiết kế và xây dựng hầm giao thông qua núi

§å ¸N M¤N HäC THIÕT KÕ Vµ X¢Y DùNG HÇM GIAO TH¤NG QUA NóI PHÇN I: §ÇU BµI §ÇU Sè LIÖU §ÇU BµI Vµ Sö Lý Sè LIÖU. Sè thø tù : n=224.Ta cã 168<n<224, vËy theo h­íng dÉn chän lo¹i hÇm lµ hÇm ®­êng «t« cho 3 làn xe của Áo . Ta l¹i cã n/56=224/56=4 vËy khæ hÇm thiÕt kÕ lµ K12,cao 4,9 m. Ta cã n/8=224/8=28 vËy theo h­êng dÉn ta cã s¬ ®å tr¾c däc hÇm lµ s¬ ®å 8. Ta cã n=224 do ®ã theo h­íng dÉn chiÒu dµi tuyÕn hÇmlµ. L=200+5*n=200+5*224=1320(m) L 2=0.002*(300-n)*L=0.002*(300-224)*1320=200.6(m) L1= L-(L2+LA+LB)=1320-(200.6+224+15)=880.5(m) Chän d¹nh ®Þa chÊt. Ta cã n/20=224/20=11d­ 4 vËy sè hiÖu ®Þa chÊt dïng thiÕt kÕ hÇm lµ sè 4 .Sè hiÖu cô thÓ nh­ trong b¶ng sau. Trong ®ã. +f:Lµ kÝ hiÖu hÖ sè kiªn cè. +g:Lµ dung träng cña ®Êt. +j=arctg(f): Lµ gãc néi ma s¸t cña ®Êt. D¹ng ®Þa chÊt:n=17 D¹ng ®Þa chÊt Líp phñ(m) Líp ®Þa chÊt I Líp ®Þa chÊt II LA(m) LB(m) Lo¹i ®Êt ®¸ f  g(T/m3) Lo¹i ®Êt ®¸ f g(T/m3) 4 224 15 Cát kết cứng chắc 8 2,5 Cát kết mềm 4 2,2 Cã n=224>100 vµ chẵn do ®ã theo h­íng dÉn thiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n vá hÇm t­¬ng th¼ng. Khæ hÇm dïng trong thiÕt kÕ (kÝch th­íc cm). 600 75 75 450 350 350 100 750 100 300 300 250 25 25 150 Yªu cÇu néi dung ®å ¸n. Lªn mÆt c¾t däc tuyÕn hÇm, x¸c ®Þnh chiÒu dµi hÇm. ThiÕt kÕ mÆt c¾t vá hÇm vµ mÆt c¾t ngang hÇm. HÇm «t« cã chiÒu dµi L<400(m) th«ng giã tù nhiªn . TÝnh to¸n kÕt cÊu vá hÇm øng víi 1 líp ®Þa chÊt. Yªu cÇu víi thuyÕt minh vµ b¶n vÏ. ThuyÕt minh. Toµn bé néi dung trªn ®­îc thÓ hiÖn trªn thuyÕt minh b»ng s¬ ®å tÝnh to¸n kÌm gi¶i thÝch. C¸c s¬ ®å vÏ trªn giÊy thÓ hiÖn ®óng tØ lÖ, vµ cã kÝch th­íc. PhÇn b¶n vÏ. §è ¸n ®­îc thÓ hiÖn trªn b¶n vÏ A1 trong ®ã bao gåm c¸c néi dung chÝnh sau. Tr¾c däc tuyÕn hÇm tû lÖ ngang 1/2000(1/5000),tû lÖ ®øng 1/1000 (1/500). S¬ ®å mÆt c¾t ngang hÇm tû lÖ 1/50 cã bè trÝ c¸c thiÕt bÞ ,r·nh th«ng giã,tho¸t n­íc ,kÕt cÊu mÆt ®­êng. BiÓu ®å bao (M«men ,l;ùc cÊt )trong kÕt cÊu vá hÇm. C¸c m¨tj c¾t cña s¬ ®å thi c«ng thÓ hiÖn c¸c c«ng t¸c chñ yÕu Mét hé chiÕu khoan næ m×n. Mét hé chiÕu gia cè chèng t¹m . BiÓu ®å chu k× ®µo. PhÇn ii:thiÕt kÕ vµ x©y dùng hÇm Ch­¬ng i:thiÕt kÕ tr¾c däc vµ tr¾c ngang ThiÕt kÕ tr¾c däc,tr¾c ngang tuyÕn hÇm. ThiÕt kÕ tr¾c däc tuyÕn hÇm. c¸c th«ng sè tuyÕn hÇm. TuyÕn hÇm ®i qua hai ®iÓm Avµ B xuyªn qua 1ngän nói gåm 2 líp ®Þa chÊt ,líp 1 lµ líp ®¸ GranÝt vµ líp 2 lµ líp ®¸ Alevr«lÝt t­¬ng ®èi dµy.Kho¶ng c¸ch gi÷a A-B lµ 270m,®iÓm A cã cao ®é tù nhiªn lµ 10m,®iÓm B cã cao ®é tù nhiªn lµ 15m. thiÕt kÕ tr¾c däc. TuyÕn hÇm lµ hÇm ®­êng «t« ,hÇm coa chiÒu dµi 270m(<400m) do ®ã hÇm ®­îc thiÕt kÕ th«ng giã tù nhiªn . Chªnh cao tù nhiªn gi÷a A-B lµ 5m ®é dèc däc tù nhiªn lµ 18,52% . Theo quy ®Þnh ®èi víi ®­êng «t« th× ®é dèc däc tèi thiÓu vµ ®é dèc däc lín nhÊt lµ (th­êng 3,5%). VËy ta thiÕt kÕ dèc däc cña tuyÕn hÇm lµ . ThiÕt kÕ t¾c ngang tuyÕn hÇm. ThiÕt kÕ khu«n trong vá hÇm . Khi chän khu«n trong cña vá hÇm tu©n thñ mét sè nguyªn t¾c sau: H×nh d¹ng trôc vßm ph¶i tr¬n tru, liªn tôc v× trôc vßm gÊp khóc sÏ lµm cho ®êng cong ¸p lùc vµ trôc kÕt cÊu t¸ch ra bÊt lîi. T­êng th¼ng nãi chung cã chiÒu dµy kh«ng ®æi. Trong tr­êng hîp hÇm ®Ó h¹n chÕ ®é lón cã thÓ më réng mãng t­êng. VÒ quan ®iÓm thi c«ng khu«n trong vá hÇm ph¶i chän ®èi xøng. §iÒu nµy ¸p dông cho c¶ nh÷ng trêng hîp hÇm chÞu ¸p lùc xiªn lÖch, n»m trªn s­ên nói. Chän khu«n trong vá hÇm ph¶i cã mét cù ly an toµn. Cù ly nµy tuú lo¹i ®i¹ tÇng cã thÓ chän tõ 15-20cm. Khu«n trong cña vá hÇm cã thÓ ®îc thiÕt kÕ theo nhiÒu ph¬ng ph¸p kh¸c nhau. Víi hÇm t­êng cong (f ≤ 3 ) ta sö dông ph¬ng ph¸p thiÕt kÕ ba t©m, víi hÇm tuêng th¼ng sö dông ph­¬ng ph¸p mét t©m. Chi tiÕt ®­îc thÓ hiÖn trªn b¶n vÏ. ThiÕt kÕ khu«n ngoµi vá hÇm Khu«n ngoµi vá hÇm ®­îc thiÕt kÕ cã thÓ 1,3 hoÆc 5 t©m nh­ khu«n trong. Th«ng th­êng vá hÇm ®­îc chän sao cho ®¶m b¶o chiÒu dµy vá hÇm(®­îc chän theo kinh nghiÖm) t¹i vÞ trÝ ®Ønh vßm t­êng vµ ch©n vßm ,®¶m ®óng h×nh d¹ng kÕt cÊu cña vá hÇm va sao cho thiÕt kiÖm ®­îc vËt liÖu nhÊt. HÖ sè kiªn cè cña c¸c líp ®Þa chÊt ®Òu >2(líp I ®¸ GranÝt f=8, líp II ®¸ Alevr«lÝt f=2.5-3)do ®ã dÊy hÇm kh«ng cÇn lµm vßm ng­îc kÕt cÊu phÇn mÆt ®­êng xe ch¹y vµ ch©n t­êng vá hÇm cã thÓ ®Æt trùc tiÕp lªn nÒn ®¸. Ch­¬ng II:tÝ nh to¸n kÕt cÊu vá hÇm Sè liªô tÝnh to¸n. Ta tiÕn hµnh tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ vá hÇm cho líp ®Þa chÊt II - ®¸ Alevr«lÝt - lµ líp ®Þa chÊt chiÕm phÇn lín trong khu vùc ®Þa chÊt tÝnh to¸n thiÕt kÕ tuyÕn hÇm ®ång thêi ®©y còng lµ líp ®Þa chÊt kÐm nhÊt cã hÖ sè kiªn cè =2.5-3. Sè liÖu tÝnh to¸n cña líp ®Þa chÊt II. HÖ sè kiªn cè : =2,5-3 .TÝnh to¸n lÊy (thiªn vÒ an toµn). Träng l­îng riªng :g= 2,2(T/m3) Gãc néi ma s¸t . - HÖ sè kh¸ng lùc ®µn håi (néi suy theo b¶ng tra ): +Ph¹m vi t­êng :. +Ph¹m vi ®¸y :. HÖ sè ma s¸t : . KÝch th­íc hÇm . ChiÒu cao hÇm : H=716 (cm). ChiÒu réng hÇm : (cm). ChiÒu dµy ®Ønh t­êng :. ChiÒu dµy t­êng hÇm: . ChiÒu dµy mãng: . Bª t«ng vá hÇm . CÊp ®é bÒn : Mac M200. C­êng ®é chÞu nÐn :. C­êng ®é chÞu kÐo :. M«®uyn ®µn håi : . Träng l­îng riªng :. Nguyªn lý tÝnh to¸n. KÕt cÊu vá hÇm ®­îc tÝnh to¸n trªn 1 m dµi däc hÇm. Theo ph­¬ng ngang hÇm ta chia vá hÇm thµnh nh÷ng ®o¹n cã chiÒu dµi b»ng nhau. KÕt cÊu vá hÇm chÞu AL§T th¼ng ®øng vµ ¸p lùc ®Èy ngang cña khèi ®Êt ®¸, träng l­îng b¶n th©n cña kÕt cÊu.T¹i nh÷ng khu vùc kÕt cÊu vë hÇm biÕn d¹ng vµ cã chuyÓn vÞ vÒ ph¸i ®Þa tÇng th× kÕt cÊu chÞu thªm t¸c dông cña kh¸ng lùc ®µn håi cña ®¹i chÊt xung quanh. ViÖc tÝnh to¸n néi lùc kÕt cÊu vá hÇm ®­îc thùc hiÖn b»ng phÇn mÒn tÝnh to¸n kÕt cÊu Sap2000. Khi tÝnh to¸n néi lùc ta m« h×nh hãa kÕt cÊu vá hÇm nh­ sau: C¸c ®o¹n vá hÇm ®­îc chia ®Òu nh­ trªn ®­îc thay thÕ b»ng c¸c thanh cã ®iÓm ®Çu vµ cuèi lµ c¸c ®iÓm ®Çu vµ cuèi cña c¸c ®o¹n chia nh­ trªn.Liªn kÕt gi÷a c¸c ®o¹n lµ liªn kÕt ngµm cøng. C¸c thanh ®­îc m« h×nh hãa th©y thÕ c¸c ®o¹n vá hÇm cã ®Æc tr­ng vËt liÖu vµ mÆt c¾t nh­ cña c¸c ®o¹n vá hÇm nghÜa lµ cã chiÒu réng 1 m däc theo chiÒu dµi hÇm vµ cã chiÒu dµy b»ng víi chiÒu dµy vá hÇm t¹i c¸c mÆt c¾t t­îng øng. T¸c dông cña kh¸ng lùc ®µn håi t¹i nhõng vïng kÕt cÊu vá hÇm cã chuyÓn vÞ vÒ ph¸i ®¹i t©ng thay thÕ víi c¸c gèi ®µn håi.C¸c gèi ®µn håi nµy ®Æt t¹i vÞ trÝ cña c¸c nót chia ®èt vá hÇm . C¸c gèi ®µn håi nµy cã ®é cøng D ®­îc tÝnh o¸n nh­ sau. C¸ gèi ®µn håi nµy cã chiÒu dµi lµ 1 m vµ kÝch th­íc mÆt c¾t cã chiÒu dµi b»ng chiÒu cña ®«t vá hÇn tÝnh to¸n(1m) chiÒu rang b»ng tæng hai nña chiÒu dµi cña 2 thanh vá ®èt hÇm lliÒn kÒ M« ®uyn ®µn håi cña ®Þa tÇng :E=K. Trong ®ã : +K: HÖ sè kh¸ng lùc ®µn håi(lÊy nh­ trªn). +Si:lµ chiÒu dµi cña vë hÇm mµ gèi ®µn håi thay thÕ, lÊy b»ng tæng cña hai nöa chiÒu dµi ®o¹n vá hÇm ë hai bªn cña nót chia ®èt vë hÇm t­¬ng øng. +b: Lµ chiÒu dµi cña ®èt vá hÇm(b=1m). Ta tÝnh to¸n néi lùc vá hÇm theo ph­¬ng ph¸p ®óng dÇn b»ng c¸ch b©n ®Çu ë tÊt c¸c nót ®Òu cã c¸c gèi ®Çn håi vµ tÝnh to¸n néi lùc.Sau khi tÝnh to¸n néi lùc th× c¸c gèi ®Çn håi mµ cã ph¶n lùc gèi ©m th× ta thay thÕ bµng c¸c gèi hÇn håi cã ®é cóng bµng kh«ng vµ tÝnh to¸n l¹i cho tíi khi tÊt c¶ c¸c gèi ®µn håi ®Òu cã ph¶n lùc gèi d­¬ng thi th«i. T¹i vÞ trÝ ch©n vßm th× ta m« h×nh hãa ®iÒu kiÖn biªn nh­ mét ngµn ®µn håi( vÞ trÝ ch©n vßn chØ cã chuyÓn vÞ lón vµ xoay t¹i chç mµ kh«ng cã chuyÓn vÞ ngang).§é cøng cña ngµm ®µn håi t¹i vÞ trÝ ch©n vßm x¸c ®Þnh nh­ sau. Trong ®ã: +Ko: Lµ hÖ ssos kh¸ng ®µn håi cña ®Þa tÇng t¹i ch©n vßm. +Ja:Lµ m« men qu¸n tÝnh cña tiÕt diÖn ch©n vßm: tÝnh to¸n vá hÇm . TÝnh to¸n chia ®èt vá hÇm . Nh­ ®· nãi ë trªn mçi nöa vá hÇm ®­îc chia thµnh 20 ®èt .C«ng viÖc tÝnh to¸n chia ®èt ®­îc thùc hiÖn trªn Autocard. ChiÒu dµi mét nöa trôc vá hÇm lµ . . ChiÒu dµi mçi ®èt hÇm sÏ lµ: Sau khi tiÕn hµnh tÝnh to¸n chia ®èt vá hÇm trªn Autocard ta ®­îc kÕt qu¶ nh­ sau. S¬ ®å chia ®èt mét nöa vá hÇm . B¶ng sè liÖu c¸c ®èt vá hÇm. Tiết diện X(mm) Y(mm) j(do) j(rad) Đốt Chiều dài đốt d(m) 1 0 0 90 1.5708 - 2 0 52.5 90 1.5708 1 524.89 3 0 105 90 1.5708 2 524.89 4 0 157.5 90 1.5708 3 524.89 5 0 210 90 1.5708 4 524.89 6 0 262.5 90 1.5708 5 524.89 7 2 214.8 81.353 1.419881 6 524.89 8 13.5 366 73.275 1.278893 7 524.89 9 32.1 415 65.189 1.137765 8 524.89 10 57.4 461 57.121 0.996952 9 524.89 11 88.9 502.9 49.044 0.855981 10 524.89 12 125.9 540.1 41.559 0.725343 11 524.89 13 166.7 573.1 36.364 0.634673 12 524.89 14 210.3 602.2 31.169 0.544003 13 524.89 15 256.4 627.3 25.974 0.453333 14 524.89 16 304.6 648.1 20.779 0.362663 15 524.89 17 354.5 664.5 15.584 0.271993 16 524.89 18 405.6 676.3 10.39 0.18134 17 524.89 19 457.6 383.4 5.195 0.09067 18 524.89 20 510 685.8 0 0 19 524.89 B¶ng tÝnh to¸n ®é cøng cña c¸c gèi ®µn håi: Tiết diện Đốt Chiều dài đốt d(m) K(T/m2) D(Độcứng của gối) 1 - 3.00E+04 1.58E+06 2 1 52.5 3.00E+04 1.58E+06 3 2 52.5 3.00E+04 1.58E+06 4 3 52.5 3.00E+04 1.58E+06 5 4 52.5 3.00E+04 1.58E+06 6 5 52.5 3.00E+04 1.58E+06 7 6 52.5 3.00E+04 1.58E+06 8 7 52.5 3.00E+04 1.58E+06 9 8 52.5 3.00E+04 1.58E+06 10 9 52.5 3.00E+04 1.58E+06 11 10 52.5 3.00E+04 1.58E+06 12 11 52.5 3.00E+04 1.58E+06 13 12 52.5 3.00E+04 1.58E+06 14 13 52.5 3.00E+04 1.58E+06 15 14 52.5 3.00E+04 1.58E+06 16 15 52.5 3.00E+04 1.58E+06 17 16 52.5 3.00E+04 1.58E+06 18 17 52.5 3.00E+04 1.58E+06 19 18 52.5 3.00E+04 1.58E+06 20 19 52.5 3.00E+04 1.58E+06 Chân vòm 20 52.5 4.00E+04 2.43E+03 X¸c ®Þnh t¶I träng. AL§T th¼ng ®øng. ChiÒu cao vßm ¸p lùc. Ta cã s¬ ®å vßm ¸p lùc nh­ sau. ¸p lùc ®Þa tÇng th¼ng ®øng tiªu chuÈn lµ. ¸p lùc ®Þa tÇng th¼ng ®øng tÝnh to¸n lµ . ¸p lùc ngang ®Þa tÇng (x¸c ®Þnh theo c«ng thøc Cu-Kl«ng). HÖ sè ¸p lùc ngang. ¸p lùc ®Þa tÇng n»m ngang. ¸p lùc ngang t¹i ®¸y mãng. Ap lùc ngang cña ®Þa tÇng ph©n bè d¹ng bËc nhÊt t¸c dông lªn kÕt cÊu vá hÇm .§Ó ®¬n gi¶n cho tÝnh to¸n quy vÒ d¹ng ph©n bè ®Òu vãi trÞ sè b»ng trung b×nh céng cña ¸p lùc ngang t¹i ®Ønh vßm vµ ch©n vßm. Ta §®îc nh­ sau. S¬ ®å x¸c ®Þnh AL§T th¼ng ®øng lªn vá hÇm. T¶I träng do träng l­îng vá hÇm. Träng l­îng cña kÕt cÊu vá hÇm x¸c ®Þnh theo kÝch th­íc cña vá hÇm vµ träng l­îng riªng cña vËt liÖu bª t«ng vá hÇm. T¶I träng do träng l­îng b¶n th©n kÕt cÊu vá hÇm ®­îc khai b¸o va tÝnh to¸n b»ng phÇn mÒm Sap2000. tÝnh to¸n vá hÇm . ViÖc tÝnh to¸n néi lùc kÕt cÊu vá hÇm ®­îc thôc hiÖn trong phÇn mÒm Sap 2000.ViÖc tÝnh to¸n néi lùc trong phÇn mÒn bao gåm c¸c c«ng viÖc vµ tr×nh tù nh­ sau. Khai b¸o vµ ®Þnh nghÜa vËt liÖu dïng trong kÕt cÊu. Khai b¸o vµ ®Þnh nghÜa c¸c lo¹i mÆt c¸t dïng trong ph©n tÝch vµ tÝnh to¸n kÕt cÊu bao gåm c¶ viÖc kh¸I b¸o vµ ®Þnh nghÜa c¸c tiÕt diÖn cã mÆt c¾t thay®æi.V× vá hÇm cã chiÒu dµy thay ®æi vµ khi tÝnh to¸n ta chia vá hÇm ra thµnh c¸c ®o¹n nhá nhu ®· tr×nh bµy trong nguyªn lý tÝnh to¸n vá hÇm bªn trªn. TiÕn hµnh m« h×nh hãa kÕt cÊu vá hÇm trong phÇn mÒm Sap 2000 bao gåm; +NhËp c¸c phÇn tö cña kÕt cÊu vá hÇm vµ Sap 2000 tõ AotuCad. +TiÕn hµnh khai b¸o vµ g¸n c¸c m¹t c¾t vµo c¸c phÇn tö . +TiÕn hµnh ®Æt tªn cho c¸c phÇn tö vá(c¸c thanh vá hÇm)vµ c¸c gèi ®µn håi §Þnh nghÜa c¸c ®iÒu kiÖn biªn bao gåm khai b¸o c¸c gèi dµn håi vµ c¸c thanh liªn kÕt hai ®Çu khíp TiÕn hµnh m« h×nh hãa c¸c lo¹i tØa träng t¸c dung kªn kÐt cÊu vá hÇm bao gåm: +Khai b¸o c¸c lo¹i t¶I träng(t¶I träng b¶n th©n ,¸p lùc ®Þa tÇng th¼ng ®øng, ¸p lùc ®¹i tÇng n»m ngang).Vµ khai b¸o c¸c tæ häp t¶I träng dung trong tÝnh to¸n. +§Þnh nghÜa c¸c lo¹i t¶I träng t¸c dông lªn kÕt cÊu. TiÕn hµnh kiÓm tra l¹i qua tr×nh m« h×nh hãa tr­íc khÝ ch¹y ch­¬ng tr×nh. TiÕn hµnh ch¹y ch­êng tr×nh vµ kiÓm tra kÕt qña tÝnh to¸n,thôc hiÖn c«ng t¸c lÆp thay ®æi c¸c ®iÒu kiÖn biªn cho phï hîp vãi d¹ng lµm viÖc thùc tÕ cho ®Ðn khi nhËn ®­îc kÕt qu¶ vãi ®é chÝnh x¸c mong muèn. TiÕn hµnh xuÊt c¸c kÕt qu¶ néi lùc trong kÕt cÊu(biÓu ®å momen, lùc däc vµ c¸c kÕt qu¶ kh¸c) TiÕn hµnh khai b¸o vµ ®Þnh nghÜa c¸c lo¹i vËt liÖu dïng trong tÝnh to¸n. Trong qu¸ tr×nh m« h×nh hãa vµ tÝnh to¸n ta sö dông 3 lo¹i vËt liÖu chÝnh lµ: VËt liÖu bª t«ng lµm vá hÇm .Bª t«ng vá hÇm cã c¸ tÝnh chÊt chÝnh sau: Be t«ng m¸c M200 cã C­êng dé chÞu nÐn: Rn=9(MPa)=90(KG/cm2). C­êng dé chÞu kÐo :Rk=0.75(MP)=7.5 (KG/cm2). M« duyn ®µn håi:Ec=2,4.(T/m2). HÖ sè gi·n në v× nhiÖt lµ: a=0.2. Träng l­îng riªng gc=2.4(T/m3). VËt liÖu cña c¸c gèi ®µn håi chÞu nÐn cã.: Träng l­îng riªng g = 0(T/m3). M« duyn ®µn håi: E=K=3.(t/m2). VËt liÖu cña c¸c gèi ®µn håi chÞu kÐo cã.: Träng l­îng riªng g = 0(T/m3). M« duyn ®µn håi rÊt nhá lÊy b»ng: E=1(T/m2). TiÕn hµnh khai b¸o vµ ®Þnh nghÜa c¸c lo¹i mÆt c¾t dung trong tÝnh to¸n. Vá hÇm ®ù¬c chia thµnh 38 ®o¹n nhá vãi c¸c mÆt c¾t t¹i c¸c vÞ trÝ nh­ sau.Vì vỏ hầm đôi xúng nên ta khai báo các mặt cắt như sau Tiết diện Mặt cắt Đốt Chiều dài đốt d(m) t3(m) t2(m) 1 Chân vòm - 1 0.9 2 Chân vòm 1 0.525 1 0.9 3 Chân vòm 2 0.525 1 0.9 4 Chân vòm 3 0.525 1 0.9 5 Chân vòm 4 0.525 1 0.9 6 Chân vòm 5 0.525 1 0.9 7 MC1 6 0.525 1 0.891 8 MC2 7 0.525 1 0.874 9 MC3 8 0.525 1 0.85 10 MC4 9 0.525 1 0.822 11 MC5 10 0.525 1 0.789 12 MC6 11 0.525 1 0.752 13 MC7 12 0.525 1 0.718 14 MC8 13 0.525 1 0.687 15 MC9 14 0.525 1 0.661 16 MC10 15 0.525 1 0.639 17 MC11 16 0.525 1 0.622 18 MC12 17 0.525 1 0.61 19 MC13 18 0.525 1 0.602 20 Đỉnh vòm 19 0.525 1 0.6 Gối nén Gối nén 1 1 0.525 Gói kéo Gói kéo 1 1 0.525 Ta khai bao c¸c mÆt c¾t cã tiÕt ®æi thay ®æi cho c¸c ®o¹n vá hÇm (thanh)trong ph¹m vi vá hÇm cã tiÕt diÖn thay ®æi. Nh­ sau Tiết diện Mặt cắt thay đổi Tên MC đầu MC cuối 6 T1 Chân vòm MC1 7 T2 MC1 MC2 8 T3 MC2 MC3 9 T4 MC3 MC4 10 T5 MC4 MC5 11 T6 MC5 MC6 12 T7 MC6 MC7 13 T8 MC7 MC8 14 T9 MC8 MC9 15 T10 MC9 MC10 16 T11 MC10 MC11 17 T12 MC11 MC12 18 T13 MC12 MC13 19 T14 MC13 Đỉnh vòm 20 T15 Đỉnh vòm MC13 21 T16 MC13 MC12 22 T17 MC12 MC11 23 T18 MC11 MC10 24 T19 MC10 MC9 25 T20 MC9 MC8 26 T21 MC8 MC7 27 T22 MC7 MC6 28 T23 MC6 MC5 29 T24 MC5 MC4 30 T25 MC4 MC3 31 T26 MC3 MC2 32 T27 MC2 MC1 33 T28 MC1 Chân vòm TiÕn hµnh m« h×nh hãa kÕt cÊu vá hÇm . Sau khi ®· cã m« h×nh kÕt cÊu vá hÇm nhËp vµo tõ Auto CAD ta tiÕn hµnh g¸n c¸c mÆt c¾t cã tiÕt diÖn kh«ng ®æi vµ thay ®æi ®ång thêi tiÕn hµnh ®Æt tªn cho c¸c thanh vá hÇm nhu sau. Tên thanh Tiết diện Mặt cắt thay đổi Đầu Cuối Tên MC đầu MC cuối PT1 1 2 Chân vòm Chân vòm PT2 2 3 Chân vòm Chân vòm PT3 3 4 Chân vòm Chân vòm PT4 4 5 Chân vòm Chân vòm PT5 5 6 Chân vòm Chân vòm PT6 6 7 T1 Chân vòm MC1 PT7 7 8 T2 MC1 MC2 PT8 8 9 T3 MC2 0 PT9 9 10 T4 MC3 0 PT10 10 11 T5 MC4 0 PT11 11 12 T6 MC5 0 PT12 12 13 T7 MC6 0 PT13 13 14 T8 MC7 0 PT14 14 15 T9 MC8 0 PT15 15 16 T10 MC9 0 PT16 16 17 T11 MC10 0 PT17 17 18 T12 MC11 0 PT18 18 19 T13 MC12 0 PT19 19 20 T14 MC13 0 PT20 20 21 T15 0 MC13 PT21 21 22 T16 MC13 MC12 PT22 22 23 T17 MC12 MC11 PT23 23 24 T18 MC11 MC10 PT24 24 25 T19 MC10 MC9 PT25 25 26 T20 MC9 MC8 PT26 26 27 T21 MC8 MC7 PT27 27 28 T22 MC7 MC6 PT28 28 29 T23 MC6 MC5 PT29 29 30 T24 MC5 MC4 PT30 30 31 T25 MC4 MC3 PT31 31 32 T26 MC3 MC2 PT32 32 33 T27 MC2 MC1 PT33 33 34 T28 MC1 Chân vòm PT34 34 35 Chân vòm Chân vòm PT35 35 36 Chân vòm Chân vòm PT36 36 37 Chân vòm Chân vòm PT37 37 38 Chân vòm Chân vòm PT38 38 39 Chân vòm Chân vòm TiÕn hµnh khai bao c¸c ®iÒu kiÖn. Khai b¸o vµ ®ÞnhnghÜa c¸c ®iÒu kiÖn biªn bao gåm. Khai b¸o c¸c gèi dÇn håi t¹i vÞ trÝ ch©n vßm víi c¸c th«ng sè sau: +M« duyn ®µn håi cña vËt liÖu nÒn t¹i ch©n vßn theo ph­¬ng th¼ng ®ønglµ +M« duyn ®µn håi cña vËt liÖu nÒn t¹i ch©n vßn theo ph­¬ng th¼ng ngang lµ +M« duyn ®µn håi cña v¹t liÖu nÒn t¹i ch©n vßn theo chèng xoay lµ :µ KÕt qu¶ khai b¸o gèi ®µn håi t¹i ch©n vßn nh­ sau: Liªn kÕt t¹i vÞ trÝ ®Çu thanh thay thÕ cho t¸c dông cña ®Þa tÇng lµ liªn kÐt gèi di ®éng do ®ã khi khai b¸o ®iÒu kiÖn biªn t¹i c¸c nót nµy ta chi gi÷ l¹i thµnh phÇn lùc theo ph­¬ng däc truc cßn l¹i ta gi¶ phãng hÕt 2 thµnh phµn cßn lai. KÕt qu¶ khai b¸o c¸c goi di ®äng t¹i c¸c thanh nh­ sau. Gi¶i phãng liªn kÕt ®Çu cßn l¹i cña c¸c thanh thay thÕ cho kh¸ng lùc ®µn håi ®ua c¸c thanh nµy vÒ thanh 2 ®Çu khíp >kÕt qu¶ ta ®­îc nh­ sau: TiÕn hµnh khai bao c¸c lo¹i t¶I träng. Ta tiÕn hµnh ®Þnh nghÜa c¸c lo¹i t¶i träng: +Dead: lµ t¶I träng b¶n th©n kÕt cÊu vá hÇm. +ALTD: Lµ ¸p lùc ®Þa tÇng th¼ng ®øng. +ALN: Lµ ¸p lùc ®Þa tÇng n»m ngang. Khai b¸o c¸c lo¹i tæ hîp träng. +TTCD1: Lµ tæ hîp t¶i träng theo trang TTGHC§I. Trong tæ hîp nµy ta lÊy hÖ hÖ sè t¶i träng cho Dead lµ g=1.2 cßn ALTD vµ ALN lµ g=1 +TTSD: Lµ tæ hîp t¶i träng theo trang TTGHSD. Trong tæ hîp nµy ta lÊy hÖ hÖ sè t¶iträng cho Dead lµ g=1 cßn ALTDlµ g=0.6667 vµ ALN lµ g=0.8333 TiÕn hµnh ®Þnh nghÜa c¸c lo¹i träng. +T¶i träng th¶ng ®øng th× kh¸I b¸o hÖ sè träng l­îng t¸c dông lµ :-1.Sau khi khai b¸o t¶I träng b¶n th©n ta ®­îc kÕt qu¶ nh­ sau. + T¶i träng th¼ng ®øng(ALTD) t¸c dông lªn c¸c thanh n»m trong pham vi phÇn vßm cong cña vá hÇm víi c­êng ®é lµ :-9.146(T/m). Sau khi khai khai b¸o t¶i träng ALTD ta ®­îc kÕt qu¶ nh­ sau. +T¶i träng n»m ngang(ALN) t¸c dông lªn c¸c thanh n»m trong pham vi 1/2 vá hÇm bªn tr¸i víi c­êng ®é lµ :0.6(T/m) vµ lªn c¸c thanh n»m trong pham vi 1/2 vá hÇm bªn ph¶i víi c­êng ®é lµ :-0.6(T/m). Sau khi khai khai b¸o t¶i träng ALN ta ®­îc kÕt qu¶ nh­ sau. TiÕn hµnh ch¹y ch­¬ng tr×nh . Sau khi ®· hoµn thµnh tÊt c¶ c¸c c«ng viÖc khai b¸o ,m« h×nh hâa kÕt cÊu ta tiÕn hµnh ch¹y ch­¬ng tr×nh tÝnh to¸n vµ kiÓn tra kÕt qu¶ tÝnh to¸n néi lùc. Sau khi ch¹y lÇn thø nhÊt kiÓm tra xem ë nhóng khu vÞc vá hÇm cã biÕn d¹ng vÒ phÝa ®Þa tÇng th× thay thª c¸c gèi nÕn t¹i ®ã b»ng c¸c gèi kÐo.Ta tiÕn hµnh lÆp cho tíi khi kÕt qu¶ néi lùc vµ biÕn d¹ng cña kÕt cÊu vá hÇm lµ kh«ng ®æi hoÆc kh¸c nhau kh«ng ®¸ng kÓ th× dõng l¹i. Sau hi ®· ch¹y ch­¬ng tr×nh vµ tiÕn hµnh ch¹y lÆp ®Ðn kÕt qu¶ ta cã ®­îc kÕt qu¶ nh­ sau. S¬ ®å tÝnh to¸n kÕt c©u vá hÇm chän lµm tÝnh to¸n thiÕt kÕ. S¬ ®å c¸c lo¹i mÆt c¾t trong c¸c ph©n tö chän lµm tÝnh to¸n thiÕt kÕ. BiÓu ®å momen uèn trong kÕt cÊu vá hÇm ë TTGHC§I. BiÓu ®å lôc däc trong hÇm ë TTGHC§I. KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu lùc cña kÕt cÊu vá hÇm. Khi kiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu lùc cña kÕt cÊu vá hÇm ta tiÕn hµnh kiÓm tra theo 2 tr­êng hîp lµ tiÕt diÖn cña kÕt cÊu vá hÇm chÞu nÐn lÖch t©m bÐ vµ nÐn lÖch t©m lín. NÕu tiÕt diÖn chÞu nÐn lÖch t©m bÐ (®é lÖch t©m e=M/n <0,225.d) th× tiÕt diÖn hÇm ®­îc kiÓm tra theo c«ng thøc . NÕu tiÕt diÖn chÞu nÐn lÖch t©m lín (®é lÖch t©m e=M/n .0,225.d) th× tiÕt diÖn hÇm ®­îc kiÓm tra theo c«ng thøc. Trong ®ã : + Lµ lùc nÐn cña tiÕt diÖn kiÓm tra. + Lµ lùc nÐn giíi h¹n cuat tiÕt diÖn (kh¶ n¨ng chÞu nÐn cña tiÕt diÖn) +m: Lµ hÖ sè ®iÒu kiÖn lµm viÖc (kÓ tíi sù sai lÖch cña s¬ ®å lµm viÖc ). LÊy m=0,9. +:C­êng ®é chÞu nÐn cña bª t«ng vá hÇm . +: C­êng ®é chÞu kÐo cña bª t«ng vá hÇm. + b: Lµ chiÒu réng tÝnh to¸n cña ®«t vá hÇm (b=1m) +d: ChiÒu dµy tiÕt diÖn vá hÇm kiÓm tra. +e: §é lÖch t©m cña tiÕt diÖn vá hÇm . +1,75: Lµ hÖ sè xÐt ®Õn t¨ng kh¶ n¨ng chÞu lùc do biÕn d¹ng dÎo. Sau khi tÝnh to¸n ta cã b¶ng sau. Tiết diện M(Tm) N(T) e(m) d(m) 0,225d (m) Kiểu lệch tâm Rn (T/m2) Rk (T/m2) m Ngh (T) 1 -0.700 -92.163 0.0076 0.9 0.2025 Nhỏ 900 75 0.9 716.91 Đạt 2 -1.569 -90.760 0.0173 0.9 0.2025 Nhỏ 900 75 0.9 702.03 Đạt 3 -2.263 -89.358 0.0253 0.9 0.2025 Nhỏ 900 75 0.9 690.16 Đạt 4 -2.782 -87.955 0.0316 0.9 0.2025 Nhỏ 900 75 0.9 681.13 Đạt 5 0.434 -86.553 0.0050 0.9 0.2025 Nhỏ 900 75 0.9 720.96 Đạt 6 8.849 -85.751 0.1032 0.9 0.2025 Nhỏ 900 75 0.9 593.01 Đạt 7 22.962 -82.242 0.2792 0.891 0.2005 Lớn 900 75 0.9 119.59 Đạt 8 31.663