Thiết kế sơ bộ nút giao thông lập thể

g: Mặt cắt L/8 Tải trọng Fx(KN) Fy(KN) Fz(KN) Mx(KN.m) My(KN.m) Mz(KN.m) Tt bản thân 88.48 -90.18 -2274.5 -101.88 -8167.79 -482.15 Dự ứng lực -29063.4 -684.61 3622.71 -2320.66 11192.95 -4886.95 TT lớp phủ 7.21 -7.75 -193.79 -11.63 -670.92 -42.38 TT lan can 4.6 -4.94 -123.5 -7.41 -427.57 -27.01 Chênh t˚ đều + -987.78 765.2 -8.15 29.08 -136.73 5675.38 Chênh t˚ đều - 987.78 -765.2 8.15 -29.08 136.73 -5675.38 Gradien nhiệt + -104.6 99.6 -44.39 849.44 -3434.9 727.39 Gradien nhiệt - 32.03 -20.61 -8.16 168.41 -677.53 -153.65 Hoạt tải lên + 78.88 11.06 69.16 802.18 1324.64 284.18 DC xếp lên + 278.08 35.48 58.06 1483.68 2665.13 1025.56 DW xếp lên + 20.89 2.66 4.36 111.45 200.2 77.04 Hoạt tải lên - -57.45 -40.54 -780.34 -1179.43 -3118.3 -463.39 DC xếp lên - -182.82 -138.03 -2623.86 -1645.26 -11518.47 -1586.46 DW xếp lên - -13.73 -10.37 -197.1 -123.59 -865.24 -119.17 Gối lún (max) 173.25 104.46 334.66 918.9 3035.98 265.61 Gối lún(min) -173.25 -104.46 -334.66 -918.9 -3035.98 -265.61 TU+, CR, SH 259.15 -200.1 8.08 -42.65 207.92 -1524.49 TU-, CR, SH 2234.71 -1730.5 24.38 -100.81 481.39 -12875.24 Mặt cắt 2L/8 Tải trọng Fx(KN) Fy(KN) Fz(KN) Mx(KN.m) My(KN.m) Mz(KN.m) Tt bản thân 121.99 -72.17 -1676.29 -711.52 -1701.27 -207.21 Dự ứng lực -28332.84 -592.54 3553.96 -1308.71 -305.3 -2907.45 TT lớp phủ 10.12 -6.24 -141.54 -61.1 -121.9 -18.77 TT lan can 6.45 -3.98 -90.2 -38.94 -77.69 -11.96 Chênh t˚ đều + -1059.19 662.87 -6.79 10.69 -96.83 3419.01 Chênh t˚ đều - 1059.19 -662.87 6.79 -10.69 96.83 -3419.01 Gradien nhiệt + -113.97 88.84 -44.17 506.17 -3356.37 441.62 Gradien nhiệt - 33.93 -17.28 -8.19 100.92 -664.88 -91.45 Hoạt tải lên + 77.88 18.53 154.28 556.75 2735.49 244.29 DC xếp lên + 274.19 65.67 199.07 437.45 7297.65 882.18 DW xếp lên + 20.6 4.93 14.95 32.86 548.18 66.27 Hoạt tải lên - -47.7 -43.54 -632.25 -994 -2464.44 -328.74 DC xếp lên - -140.38 -148.35 -2072.93 -1251.06 -8881.43 -1130.63 DW xếp lên - -10.54 -11.14 -155.71 -93.98 -667.15 -84.93 Gối lún (max) 182.46 92.78 334.46 644 2025.39 151.52 Gối lún(min) -182.46 -92.78 -334.46 -644 -2025.39 -151.52 TU+, CR, SH 277.81 -173.27 7.73 -21.01 180.75 -935.28 TU-, CR, SH 2396.18 -1499.01 21.31 -42.4 374.41 -7773.31 Mặt cắt L/2 Tải trọng Fx(KN) Fy(KN) Fz(KN) Mx(KN.m) My(KN.m) Mz(KN.m) Tt bản thân 185.62 -37.4 -259.51 -127.74 5778.45 199.78 Dự ứng lực -25934.68 -409.08 210.01 318.28 -8962.48 916.81 TT lớp phủ 15.63 -3.34 -18.9 -8.71 497.96 16.74 TT lan can 9.96 -2.13 -12.04 -5.55 317.34 10.67 Chênh t˚ đều + -1162.21 458.84 -7.52 -5.46 -35.53 -929.66 Chênh t˚ đều - 1162.21 -458.84 7.52 5.46 35.53 929.66 Gradien nhiệt + -128.1 66.89 -44.15 -81.14 -3056.81 -138.87 Gradien nhiệt - 36.54 -10.75 -8.14 -15.68 -610.45 21.9 Hoạt tải lên + 74.21 32.92 443.66 834.94 3375.18 77.17 DC xếp lên + 260.84 119.11 882.89 574.85 10018.85 244.04 DW xếp lên + 19.59 8.95 66.32 43.18 752.59 18.33 Hoạt tải lên - -20.43 -47.91 -299.01 -635.99 -953.02 -41.77 DC xếp lên - -54.15 -163.36 -1132.6 -689.31 -3439.15 -22.26 DW xếp lên - -4.07 -12.27 -85.08 -51.78 -258.34 -1.67 Gối lún (max) 194.43 69.05 334.49 597.32 846.71 695.91 Gối lún(min) -194.43 -69.05 -334.49 -597.32 -846.71 -695.91 TU+, CR, SH 304.7 -119.81 7.86 7.58 120.34 200.12 TU-, CR, SH 2629.12 -1037.49 22.91 18.5 191.4 2059.44 Mặt cắt 3L/8 Tải trọng Fx(KN) Fy(KN) Fz(KN) Mx(KN.m) My(KN.m) Mz(KN.m) Tt bản thân 157.54 -56.07 -927.11 -594.46 3583.26 45.64 Dự ứng lực -26671.8 -508.48 261.29 -488.84 -7595.26 -725.04 TT lớp phủ 13.18 -4.9 -77.2 -49.47 320.18 3.15 TT lan can 8.4 -3.12 -49.2 -31.53 204.04 2 Chênh t˚ đều + -1112.22 569.4 -7.51 -23.29 -18.99 941.79 Chênh t˚ đều - 1112.22 -569.4 7.51 23.29 18.99 -941.79 Gradien nhiệt + -121.08 78.86 -44.2 220.19 -3205.35 115.78 Gradien nhiệt - 35.31 -14.27 -8.15 45.57 -639.99 -25.77 Hoạt tải lên + 76.6 25.29 304.88 645.57 3581.9 165.53 DC xếp lên + 269.35 91.16 505.59 31.61 10330.98 595.67 DW xếp lên + 20.23 6.85 37.98 2.37 776.04 44.75 Hoạt tải lên - -35.6 -45.78 -458.73 -848.44 -1681.36 -160.42 DC xếp lên - -95.11 -156.05 -1527.43 -688.66 -6062.17 -553.95 DW xếp lên - -7.14 -11.72 -114.74 -51.73 -455.37 -41.61 Gối lún (max) 188.7 81.97 334.52 550.94 747.97 466.49 Gối lún(min) -188.7 -81.97 -334.52 -550.94 -747.97 -466.49 TU+, CR, SH 291.65 -148.78 7.86 0.33 137.53 -288.32 TU-, CR, SH 2516.1 -1287.59 22.88 46.92 175.5 -2171.9 Mặt cắt tại trụ T2 Tải trọng Fx(KN) Fy(KN) Fz(KN) Mx(KN.m) My(KN.m) Mz(KN.m) Tt bản thân 275.74 26 2813.42 -46.47 -12918.16 300.92 Dự ứng lực -29023.2 -57.45 214.65 2341.88 15411.62 4507.06 TT lớp phủ 22.83 1.98 224.43 -4.35 -1067.98 28.37 TT lan can 14.55 1.26 143.03 -2.78 -680.6 18.08 Chênh t˚ đều + -1247.66 67.47 -10.75 13.36 118.37 -5048.79 Chênh t˚ đều - 1247.66 -67.47 10.75 -13.36 -118.37 5048.79 Gradien nhiệt + -142.55 23.37 -44.35 -933.32 -2216.86 -815.07 Gradien nhiệt - 38.09 1.45 -8.01 -188.17 -455 100.9 Hoạt tải lên + 69.18 56.27 1096.41 1194.73 2062.19 764.11 DC xếp lên + 305.75 202.34 3678.58 71.19 7435.77 2599.7 DW xếp lên + 22.97 15.2 276.33 5.35 558.56 195.28 Hoạt tải lên - -2.05 -51.63 -195.84 -1120.52 -6033.59 -615.46 DC xếp lên - -3.66 -176.27 -705.91 -120.86 -21561.56 -2222.71 DW xếp lên - -0.27 -13.24 -53.03 -9.08 -1619.65 -166.96 Gối lún (max) 200.71 30.14 334.78 1462.35 5201.36 1388.36 Gối lún(min) -200.71 -30.14 -334.78 -1462.35 -5201.36 -1388.36 TU+, CR, SH 326.93 -17.29 8.7 22.98 -15.17 1272.74 TU-, CR, SH 2822.25 -152.22 30.21 -3.74 -251.91 11370.33 KIỂM TOÁN DẦM NhỊp biên Số liệu Bê tông Cường độ chịu nén của bê tông ở 28 ngày tuổi f’c= 40000 KN/m2 Tỷ trọng của bê tông = 2450 KN/m2 Mô đul đàn hồi của bê tông Ec=34980325 KN/m2 (Điều 5.4.2.4-22TCN272-05) Hệ số giãn nở nhiệt = 0.0000108 (Điều 5.4.2.4-22TCN272-05) Hệ số Poisson = 0.2 (Điều 5.4.2.5-22TCN272-05) Ứng suất nén lớn nhất trong giai đoạn khai thác ftcmax= 0.45*fc’ (Điều 5.9.4.2.1-22TCN-05) = 27000 KN/m2 Ứng suất chịu kéo trong giai đoạn khai thác ftcmax= 0.5*(fc’)0.5 (Điều 5.9.4.2.2-22TCN272-05) = 3435 KN/m2 Cáp dự ứng lực Cáp dự ứng lực theo tiêu chuẩn ASTM A416 Loại tao cáp DƯL T15 Đường kính danh định một tao 0.015 m Diện tích danh định một tao 1400.E-7 m2 Trọng lượng danh định một tao 1.18 Kg/m Giới hạn chảy Fpy=1670000 KN/m2 Giới hạn bền Fpu=1860000 KN/m2 Lực kéo đứt nhỏ nhất một tao cáp T= 260.7 KN Mô đun đàn hồi Ec=1.965E+08 KN/m2 Độ chùng ở 70% UTS 2.5% Cáp DƯL loại 12T15 Số lượng tao cáp trong một bó 12 tao Diện tích một bó cáp 0.00168 m2 Loại ống gel Đường kính trong 0.08 m Đường kính ngoài 0.087 m Diện tích ống gel 0.005944679 m2 Hệ số ma sát giữa cáp và ống =0.25 Hệ số ma sát cong K=0.00066 1/m Tụt neo lớn nhất 0.006 m Ứng suất kéo kích cho một bó cáp 1302000 KN/m2 Cốt thép thường Theo tiêu chuẩn ASTM A615 Loại cốt thép Cấp 60 Cường độ giới hạn chảy Fy=4200000 KN/m2 Mô đun đàn hồi Ec= 2E+0.5 KN/m2 Nội lực kiểm tra Nội lực kiểm tra được lấy từ kết quả của chương trình Midas 7.0.1 Trạng thái giới hạn cường độ I Mu=η{[1.25DC(max) + 0.9DC(min)] + [1.5DW(max)+0.65DW(min)] + 1.75( LL + IM) +0.5(TU + CR + SH)+1.0 SE} Qu=η{[1.25DC(max) + 0.9DC(min)] + [1.5DW(max)+0.65DW(min)] + 1.75( LL + IM) +0.5(TU + CR + SH)+1.0 SE} h=0,95 TTGH Tải Trọng Nội lực Mc(gối) Mc(L/4) Mc(L/2) Mc trụ Đơn vị Cường độ I DC(max) Mx 0 694.39 601.02 2357.68 KN.m My 0 14481.3 16723.22 15.89 KN.m Nx 5.15 34.1 170.95 438.06 KN Q 127.8 512.15 1180.65 3842.38 KN DC(min) Mx 0 -2651.27 -218.06 -1468.95 KN.m My -38.37 -1930.73 -3659.09 -20990.29 KN.m Nx 0 -24.33 -14.64 -107.53 KN Q 0 -1309.2 -504.93 -1.74 KN DW(max) Mx 0 52.16 45.15 177.1 KN.m My 0 1087.8 1256.2 1.19 KN.m Nx 0.39 2.56 12.84 32.91 KN Q 9.6 38.47 88.69 288.63 KN DW(min) Mx 0 -199.16 -16.38 -110.34 KN.m My -2.88 -145.03 -274.86 -1576.74 KN.m Nx 0 -1.83 -3.77 -8.08 KN Q 0 - 98.34 -37.93 -0.13 KN LL, IM Mx 440.49 -1265.45 749.34 1439.96 KN.m My -216.87 4690.91 5210.73 -4478.68 KN.m Nx 14.89 17.09 58.66 115.42 KN Q 366.78 -526.05 481.79 1092.91 KN TU, CR, SH Mx 0 -10.31 -6.48 43.75 KN.m My -0.08 11.64 51.63 231.34 KN.m Nx 0 472.37 1061.48 2075.13 KN Q 0.04 -5.48 -8.22 -12.53 KN SE Mx 0 -627.44 737.46 1697.64 KN.m My 0 1189.45 2236.57 -4349.26 KN.m Nx 0 31.45 75.03 150.16 KN Q 0 -164.1 165.26 167.11 KN Tổng Mx 732.314 4195.677 2521.78 5755.498 KN.m My 410.252 25940.47 29162.76 38626.22 KN.m Nx 31.426 304.875 879.459 1790.39 KN Q 775.233 1550.149 2027.337 6942.32 KN Trạng thái giới hạn sử dụng h=1 TTGH Tải Trọng Nội lực Mc(gối) Mc(L/4) Mc(L/2) Mc trụ Đơn vị TTSD DC Mx 0 -1851.81 340.85 880.91 KN.m My -44.01 11740.34 12366.6 -19945.21 KN.m Q 146.56 -756.03 600.64 3775.98 KN DW Mx 0 -147.52 29.01 66.58 KN.m My -2.9 947.02 988.32 -1586.34 KN.m Q 9.56 -60.1 51.11 290.1 KN LL, IM Mx 440.49 -1265.45 749.34 1439.96 KN.m My -216.87 4690.91 5210.73 -4478.68 KN.m Q 366.78 -526.05 481.79 1092.91 KN TU, CR, SH Mx 0 -10.31 -6.48 43.75 KN.m My -0.08 11.64 51.63 231.34 KN.m Q 0.04 -5.48 -8.22 -12.53 KN SE Mx 0 -627.44 -737.46 1697.64 KN.m My 0 1189.45 2236.57 -4349.26 KN.m Q 0 -164.1 165.26 167.11 KN Tổng Mx 440.49 3902.53 375.26 4128.84 KN.m My 263.86 18579.36 20853.85 30128.15 KN.m Q 523.03 1511.76 1290.58 5313.57 KN Tính toán quy đổi mặt cắt Các kích thước mặt cắt chưa quy đổi Tham số Kí hiệu Gối L/4 L/2 Trụ Chiều cao dầm H(m) 1.45 1.45 1.45 1.45 Chiều cao sườn h2(m) 1.2 1.2 1.2 1.2 Chiều cao cánh h1(m) 0.25 0.25 0.25 0.25 Bề rộng sườn b2(m) 4.8 4.8 4.8 4.8 Bề rộng bản mặt cầu b1(m) 9.45 9.45 9.45 9.45 Các kích thước và đặc trưng của mặt cắt quy đổi Tham số Kí hiệu Gối L/4 L/2 Trụ Chiều cao dầm H(m) 1.45 1.45 1.45 1.45 Chiều cao sườn h2(m) 0.803 0.803 0.803 0.803 Chiều cao cánh h1(m) 0.647 0.647 0.647 0.647 Bề rộng sườn b2(m) 4.8 2.15 2.15 4.8 Bề rộng bản mặt cầu b1(m) 9.45 9.45 9.45 9.45 Lựa chọn sơ bộ cáp dự ứng lực Diện tích cốt thép dự ứng lực cho mômen âm: A’ps = 0,01872 m2 Chọn A’ps = 0,0266 m2 Chọn loại bó 12T15'2 suy ra được số bó N=16 Lưu ý: Hàng 1: 8 bó, hàng 2: 8 bó. Bảng toạ độ cáp DƯL Mặt cắt Gối L/4 L/2 Trụ Hàng 1 0.646 1.15 1.15 0.2 Hàng 2 0.996 1.3 1.3 0.35 dp 0.821 1.225 0.275 Kiểm toán Đặc trưng hình học mặt mặt cắt: ( Hai giai đoạn ) Giai đoạn 1: (Mặt cắt bị giảm yếu bởi các ống đặt DƯL) Diện tích tiết diện Mặt cắt Mô tả Kích thước Gối L/4 L/2 Trụ Khối K1 Cánh dầm b 9.45 9.45 9.45 9.45 h 0.647 0.647 0.647 0.647 f1 6.11415 6.11415 6.11415 6.11415 Khối K2 Sườn dầm b 4.8 2.15 2.15 4.8 h 0.803 0.803 0.803 0.803 f2 3.8544 1.72645 1.72645 3.8544 Khối K3 0 gel f3 0.09507 0.08038 0.08038 0.08038 Tổng diện tích f1+f2-f3 9.87348 7.76022 7.76022 9.88817 F1+f2 9.96855 7.8406 7.8406 9.96855 Mô men tĩnh đối với đáy dầm: Mặt cắt Gối L/4 L/2 Trụ Đơn vị a1 1.1265 1.1265 1.1265 1.1265 m a2 0.4015 0.4015 0.4015 0.4015 m a3 0.629 0.225 0.225 1.175 m s1 6.88759 6.88759 6.88759 6.88759 m s2 1.54754 0.69317 0.69317 1.54754 m s3 0.0598 0.01809 0.01809 0.09445 m S 8.49493 7.59885 7.59885 8.52958 m Trong đó a1,a2,a3: Khoảng cách trọng tâm của từng khối đến đáy dầm. S1,S2,S3 : Là mô men tĩnh của từng khối với đáy dầm S: Là mô men tĩnh của mặt cắt với đáy dầm Trọng tâm : Trọng tâm Mặt cắt Gối L/4 L/2 Trụ Đơn vị Vớithớ dưới Yd1 0.86039 0.97921 0.97921 0.86261 m Với thớ trên Yd2 0.58962 0.47079 0.47079 0.58739 m e1 0.23138 0.75421 0.75421 0.31239 m e1 : là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới trục mặt cắt Mô men quán tính: Mặt cắt Gối L/4 L/2 Trụ Đơn vị 0.21329 0.21329 0.21329 0.21329 m 0.20711 0.09277 0.09277 0.20711 m -0.00072 -0.00072 -0.00072 -0.00072 m f1* 0.43301 0.13265 0.13265 0.42579 m f2* 0.81162 0.57619 0.57619 0.81951 m f3* -0.00509 -0.04572 -0.04572 -0.00784 m 1.65922 0.96845 0.96845 1.65714 m Trong đó : I01,I02,I03 : Là mô men quán tính chính của từng khối với trục trung hòa của nó. I1: Là mô men quán tính của cả khối có giảm yếu với trục trung tâm của mặt cắt Giai đoạn 2: Mặt cắt nguyên có kể cả cốt thép Mặt cắt Gối L/4 L/2 Trụ Đơn vị F1 9.87348 7.76022 7.76022 9.87348 Nd*Fd 0.15825 0.15825 0.15825 0.15825 F2 10.03173 7.91847 7.91847 10.04642 0.03662 0.11935 0.11935 0.04944 m d 0.00364 0.01507 0.01507 0.00492 m Yd2 0.86403 0.96413 0.96413 0.86753 m Yt2 0.58597 0.48587 0.48587 0.58247 m 0.23502 0.73913 0.73913 0.30747 m 1.65922 0.96845 0.96845 1.65714 m 0.00013 0.00176 0.00176 0.00024 m Nd*Fd* 0.00874 0.08645 0.08645 0.01496 m 1.66809 1.05667 1.05667 1.67234 m Trong đó: d: Khoảng cách giữa hai trục trung hòa của hai giai đoạn tính eII : Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới trục trung hòa mới. Tính toán mất mát ứng suất Tổng mất mát ứng suất trước trong các cấu kiện kéo sau được xác định theo điều 5.9.5.1 ( TCN272-05) (5.9.5.1-2) Trong đó: Mất mát tức thời bao gồm: Mất mát do ma sát: Mất mát do thiết bị neo: Mất mát do co ngắn đàn hồi : Mất mát theo thời gian bao gồm: Mất mát do co ngót : Mất mát do từ biến : Mất mát do tự trùng thấp : Kết quả mất mát ứng suất được lấy từ trong mô hình kết cấu theo chương trình MidasCivil 7.0.1được tổng hợp trong bảng sau: Mặt cắt Gối L/4 L/2 Trụ Mất mát tức thời: ++ 59373.25679 62726.33643 61914.7669 62730.31591 Mất mát theo t :++ -5986.99947 -9472.48543 -8788.40416 -8031.46177 tổng mất mát : 53386.2573 53253.851 53126.36274 54698.85415 Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cuờng độ a) Kiểm duyệt theo mô sức kháng uốn danh định Trạng thái giới hạn cuờng độ dùng để kiểm tra các mặt cắt theo cường độ và sự ổn định Sức kháng uốn danh định: Căn cứ vào điều 5.7.3.2, ta kiểm tra theo công thức: Trong đó : Φ =1 là hệ số sức kháng đối với cấu kiện chịu kéo khi uốn. Sức kháng uốn danh định của tiết diện chữ T: Trong đó : fps Là ứng suất trung bình trong thép ứng suất trước ở sức kháng danh định. Ta có theo điều 5.7.3.1.1 ( TCN 272-05): Với: Trong đó : c: Khoảng cách từ trục trung hòa đến mặt chịu nén dp: Là khoảng cách từ mép trên dầm đến trọng tâm bó thép d'p: Là khoảng cách từ mép dưới dầm đến trọng tâm bó thép b : Là chiều rộng cánh dầm bw: Là chiều rộng sườn dầm a : Chiều dày khối ứng suất quy đổi hiều rộng sườn dầm, a= c*β1 Mặt cắt Đơn vị Gối L/4 L/2 Trụ fc’ KN/ 40000 40000 40000 40000 0.76429 0.76429 0.76429 0.76429 Aps 0.02656 0.02656 0.02656 0.02656 B m 9.45 9.45 9.45 9.45 Bw m 4.8 2.15 2.15 4.8 h1 m 0.647 0.647 0.647 0.647 h2 m 0.803 0.803 0.803 0.803 K 0.28430 0.2843 0.2843 0.2843 dp m 0.821 1.225 1.225 0.275 d'p m 0.629 0.225 0.225 1.175 C m 0.33593 -1.08906 -1.08906 0.36143 Tính lại c m 0.33593 0.1922 0.1922 0.36143 KN/ 1577586.11 1777031.71 1777031.71 1697342.108 A m 0.25674 0.1469 0.1469 0.27623 Vị trí trục trung Hoà Sườn Cánh Cánh Sườn Mn KN.m 20976.65 54350.887 54350.887 46744.141 Mu Kn.m 410.25275 25940.473 29162.765 38626.219 Kết luận Mn>Mu ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT b) Kiểm tra hàm lượng cốt thép Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa theo công thức de :là khoảng cách có hiệu tương ứng với từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thép Lượng cốt thép tối thiểu phải thỏa mãn: Trong đó : Mcr: là mô men nứt Ig: mô men quán tính với trọng tâm không tính cốt thép Yt:khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến TTH fr: cường độ chịu kéo khi uốn Kết quả tính toán bảng sau: Tối đa Mặt cắt Đơn vị Gối L/4 L/2 Trụ c M 0.33593 0.1922 0.1922 0.36143 de M 0.629 1.225 1.225 1.175 c/de 0.41907 0.1569 0.1569 0.3076 Kết luận ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT Tối thiểu fr KN/ 126 126 126 126 Ig M 1.65922 0.96845 0.96845 1.65714 Yt M 0.86038 0.9792 0.9792 0.86261 1.2Mcr KN.m 291.5853 149.53984 149.53984 290.46878 ФMn KN.m 20976.649 54350.887 54350.887 46744.1414 Kết luận ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng Các giới hạn ứng suất đối với bê tông: Trong đó: Fps1:Là tổng lực kéo trong các bó cáp ứng suất trước, đã trừ đi mất mát ứng suất tức thời (KN) Fps2:Là tổng lực kéo trong các bó cáp ứng suất trước, đã trừ đi tổng mất mát ứng suất KN) MA:Mô men do tải trọng thường xuyên và tải trọng nhất thời(KN.m) MTTBT :Mô men do tải trọng bản thân (KN.m). A :Diện tích mặt cắt theo giai đoạn 2 (m2) I :Mô men quán tính của tiết diện dầm giai đoạn 2 (m4) e: Độ lệch tâm của trọng tâm các bó thép ứng suất trước đến trục trung hòa của tiết diện (m) yt: Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ trên cùng của tiết diện yd:Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ dưới cùng của tiết diện Mặt cắt Đơn vị Gối L/4 L/2 Trụ KN/ 1242627 1239274 1240085 1239270 KN/ 1248614 1248746 1248874 1247301 KN/ 40000 40000 40000 40000 KN/ 32000 32000 32000 32000 0.6 KN/ 24000 24000 24000 24000 KN/ -2828.42713 -2828.42713 -2828.42713 -2828.4271 KN 32915.1085 32915.1085 32936.6638 32915.0028 KN 33166.6977 33166.6977 33170.08381 33128.3184 A 7.91847 7.91847 7.91847 10.0464 I 1.05667 1.05667 1.05667 1.67234 KN.m 18579.36 18579.36 20853.85 30128.15 KN.m 11740.34 11740.34 12366.6 19945.21 e m 0.73913 0.73913 0.73913 0.30747 m 0.96413 0.96413 0.96413 0.86753 m 0.48587 0.48587 0.48587 0.58247 KN/ 1459.45141 1459.4514 2504.5595 8916.4927 Kết luận ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT KN/ 5999.38646 15642.61912 15088.4634 -145.63364 Kết luận ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT Kiểm toán sức kháng cắt cho tiết diện Kiểm toán theo công thức: Theo ( 5.8.2.1.2 -TCN272-05) Trong đó : φ: Hệ số sức kháng cắt. Theo quy định điều 5.5.3.3 ( TCN272-05) Vn:Sức kháng cắt danh định được xác định theo điều 5.8.3.3 (TCN272 -05) Lấy theo giá trị nhỏ hơn của : Vn= Vc +Vs + Vp Theo ( 5.8.3.3.1 -TCN272-05) Vn = 0.25f'c.bv.dv + Vp Theo ( 5.8.3.3.2 -TCN272-05) Trong đó: Vc Sức kháng cắt danh định do ứng suất kéo trong bê tông. Theo ( 5.8.3.3.3 -TCN272-05) Vs - Sức kháng cắt của cốt thép chịu cắt Theo ( 5.8.3.3.4 -TCN272-05) Trong đó : dv Chiều cao chịu cắt có hiệu được xác định trong điều 5.8.2.7 bv Bề rộng bụng có hiệu, lấy bằng bề rộng lớn nhất trong chiều cao dv s Cự ly cốt thép đai (m) q Hệ số chỉ khả năng bị nứt chéo truyền lực kéo ( Điêu 5.8.3.4 - TCN) a Góc nghiêng của cốt thép đai với trục dọc (đô). Trường hợp cốt thép đai thẳng đứng, a =0 Av Diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s (mm) Vp Thành phần lực ứng suất trước trên hướng lực cắt tác dụng. Là dương nếu ngược chiều lực cắt (KN) a) Xác định Vp Công thức xác định : Trong đó : Astr:diện tích 1 bó cáp, m2 fp:ứng suất trong cáp sau mất mát , giá trị ứng với mỗi mặt cắt ai:Góc lệch của cáp i so với phương ngang Bảng góc i Mặt cắt M/c (Gối) M/c (L/4) M/c (L/2) M/c (Trụ) Hàng 1 6.5 0 0 0 Hàng 2 6.5 0 0 0 Bảng kết quả tính Vp Mặt cắt M/c (Gối) M/c (L/4) M/c (L/2) M/c (Trụ) A 0.00 0.00 0.00 0.00 f KN/ 1248614 1248746 1248874 1247301 Sin(αi) Hàng1 8 0.90563 0.00 0.00 0.00 Hàng2 8 0.90563 0.00 0.00 0.00 Tổng Sin() 1.81126 0.00 0.00 0.00 V KN 316.61748 0.00 0.00 0.00 b) Xác định dv và bv Chiều cao chịu cắt dv: Như đã tính ở phần tính chất vật liệu ta có: Mặt cắt M/c (Gối) M/c (L/4) M/c (L/2) M/c (Trụ) 0.9de 0.5661 1.1025 1.1025 1.0575 0.72h 1.044 1.044 1.044 1.044 chọn dv 1.044 1.1025 1.1025 1.0575 Bề rộng chịu cắt có hiệu của tiết diện bv: Bề rộng chịu cắt có hiệu ta sẽ lấy bằng chiều rộng của bản bụng: Mặt cắt M/c (Gối) M/c (L/4) M/c (L/2) M/c (Trụ) bv 4.8 2.15 2.15 4.8 c) Xác định và (TCN 5.8.3.4) Số liệu được tra từ bảng TCN 5.8.3.4.2.1 Để xác định được và phải thông qua các giá trị v/f'c và ex suy ra: Ứng biến trong cốt thép ở phía chịu kéo do uốn của cấu kiện phải xác định theo: Nếu giá trị εx tính từ phương trình TCN 5.8.3.4.2.1 là âm thì trị tuyệt đối của nó phải được giảm đi bằng cách nhân với hệ số Fc lấy theo: Trong đó: Ac: Diện tích bê tông ở phía chịu kéo uốn của cấu kiện, mm2 fpo: Ứng suất trong thép ứng suất trước khi ứng suất trong BT xung quanh nó bằng 0 fpe: ứng suất có hiệu trong thép ứng suất trước sau mất mát: fpe = 0.8*fpy fpc: Ứng suất nén tại trọng tâm tiết diện Kết quả tính V/f'c : Mặt cắt Đơn vị Gối L/4 L/2 Trụ KN 775 1550 2027 6942 0.80 0.90 0.90 0.90 m 4.8 2.15 2.15 4.8 m 1.044 1.1025 1.1025 1.0575 KN/m 108.70706 726.63102 950.31216 1519.63962 0.00273 0.01816 0.02376 0.03799 Để xác định εx ta đi giả định εx = 25 cotg(εx) = 2.1445 fpe = 1.336E+06 KN/m2 Kết quả tính toán εx Mặt cắt Đơn vị Gối L/4 L/2 Trụ KN 35484 35484 35484 35484 m 10.03 7.92 7.92 10.05 KN/m -3537.19139 -4481.191319 -4481.191319 -3532.021854 KN/m 1314924.711 1309300.172 1309300.172 1314955.512 KN.m 410.25275 25940.47295 29162.76513 38626.2191 m 1.044 1.1025 1.1025 1.0575 KN 775 1550 2027 6942 2.14 2.14 2.14 2.14 m 0.02656 0.02656 0.02656 0.02656 KN/m 1.965E+08 1.965E+08 1.965E+08 1.965E+08 KN/m 32979767 32979767 32979767 32979767 KN 31.426 304.87495 879.4587 1790.38995 -0.006454152 -0.001807162 -0.001094067 0.001904542 Mặt cắt nào có εx< 0 nên giá trị tuyệt đối của nó phải lấy như sau: ε'x= εx .Fε  Bảng tính lại εx : Mặt cắt Đơn vị Gối L/4 L/2 Trụ m 0.0266 0.0266 0.0266 0.0266 KN/m 196500000.00 196500000.00 196500000.00 196500000.00 m 8.3561 6.0243 6.0243 8.2337 KN/m 32979766.6001 32979766.6001 32979766.6001 32979766.6001 0.0189 0.0263 0.0263 0.0192 0.0001 0.0000 0.0000 0.0000 Tra hình TCN 5.8.3.4.2-1 ta được: Mặt cắt Gối L/4 L/2 Trụ 24 27 27 27 3.80 4.80 4.80 4.80 Vậy giá trị q tính được gần sát với giả thiết do đó chọn nó để tính toán d) Tính Vc và Vs Chọn cốt đai chống cắt Để dễ dàng thi công, chọn cốt đai có đường kính không đổi, nhưng khoảng cách giữa các cốt đai thì thay đổi theo sự giảm của lực cắt theo chiều dài dầm s : là bước cốt đai bố trí tại mặt cắt tính toán Theo ( 5.8.2.5.1 -TCN272-05) Trong đó: Av : Diện tích cốt thép ngang trong cự ly s, m2 s : Cự ly giữa các bước cốt đai Kết quả tính toán sức kháng danh định Mặt cắt Đơn vị Gối L/4 L/2 Trụ s mm 150.000 150.000 150.000 150.000 bv mm 4800.00 2150.00 2150.00 4800.00 dv mm 1044 1102.5 1102.5 1057.5 fy Mpa 420 420 420 420 f'c Mpa 40 40 40 40 Av mm 899.8938713 403.0774632 403.0774632 899.8938713 Vc KN 9996 5973 5973 12790 Vs KN 5908.36 2495.68 2442.08 5229.54 Vn1 KN 16221.14 8468.32 8414.72 18019.56 Vn2 KN 5.011E+04 2.370E+04 2.370E+04 5.076E+04 Vn KN 16221.14 8468.32 8414.72 18019.56 Vu KN 775 1550 2027 6942 φ Vn KN 14599.02511 7621.488523 7573.245411 16217.60004 Kết luận ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT Kiểm tra hiệu ứng xoắn Sức kháng xoắn tính toán, Tr phải được xác định như sau : Tr = φ .Tn Ở đây : Tn = Sức kháng xoắn danh định quy định trong điều 5.8.3.6 (KN.m) φ = Sức kháng xoắn danh định trong điều 5.5.4.2 Với bê tông tỷ trọng thường hiệu ứng xoắn phải được xem xét khi : Tu > 0,25 φ Tcr Trong đó : Ở đây : Tu:Mô men xoắn tính toán Tcr : Mô men nứt do xoắn Acp:Toàn bộ diện tích bao bọc bởi chu vi ngoài của mặt bê tông Pc:chiều dài chu vi ngoài của mặt cắt bê tông fpc:Ứng suất nén trong bê tông sau khi các tổn thất dự ứng lực đã xảy ra hoặc trọng tâm của mặt cắt chịu các tải trọng nhất thời hoặc chỗ nối giữa bản bung với bản cánh dầm khi trọng tâm nằm ở bản cánh dầm . Kết quả tính toán Tcr thể hiện trong bảng sau: Mặt cắt Đơn vị Gối L/4 L/2 Trụ f'c Mpa 40 40 40 40 Acp mm2 9968550.00 7840600.00 7840600.00 9968550.00 Pc mm 21800 21800 21800 21800 fpc Mpa 21.85549365 19.10611879 19.10806939 20.02352972 Tcr KN.m 32116.65339 18692.30567 18693.16638 30862.82918 Tu KN.m 732.314625 4195.6769 2524.7808 5755.49805 0.25*φ*Tcr KN.m 7226 4206 4206 6944 Kết luận ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT Nếu không đạt thì phải xét đến hiệu ứng xoắn Khi đó phải bố trí DƯL ngang. NhỊp trong Nội lực kiểm tra Nội lực kiểm tra được lấy từ kết quả của chương trình Midas 7.0.1 Trạng thái giới hạn cường độ I Mu=η{[1.25DC(max) + 0.9DC(min)] + [1.5DW(max)+0.65DW(min)] + 1.75( LL + IM) +0.5(TU + CR + SH)+1.0 SE} Qu=η{[1.25DC(max) + 0.9DC(min)] + [1.5DW(max)+0.65DW(min)] + 1.75( LL + IM) +0.5(TU + CR + SH)+1.0 SE} h=0,95 TTGH Tải Trọng Nội lực Trụ T7-1 Mc(L/4) Mc(L/2) Tru T7-2 Đơn vị Cường độ I DC(max) Mx 2357.68 437.45 574.85 71.19 KN.m My 15.89 7297.65 10018.85 7435.77 KN.m Nx 438.06 274.19 260.84 305.75 KN Q 3842.38 199.07 882.89 3678.58 KN DC(min) Mx -1468.95 -1251.06 -689.31 -120.86 KN.m My -20990.29 -8881.43 -3439.15 -21561.56 KN.m Nx -107.53 -140.38 -54.15 -3.66 KN Q -1.74 -2072.93 -1132.64 -705.91 KN DW(max) Mx 177.1 32.86 43.18 5.35 KN.m My 1.19 548.18 752.59 558.56 KN.m Nx 32.91 20.6 19.59 22.97 KN Q 288.63 14.95 66.32 276.33 KN DW(min) Mx -110.34 -93.98 -51.78 -9.08 KN.m My -1576.74 -667.15 -258.34 -1619.65 KN.m Nx -8.08 -10.54 -4.07 -0.27 KN Q -0.13 -155.71 -85.08 -53.03 KN LL, IM Mx 1439.96 -994 834.94 -1120.52 KN.m My -4478.68 2735.49 3375.18 -6033.59 KN.m Nx 115.42 77.88 74.21 69.18 KN Q 1092.91 -632.25 443.66 1096.41 KN TU, CR, SH Mx 43.75 -42.4 18.5 -3.74 KN.m My 231.34 374.41 191.4 -251.91 KN.m Nx 2075.13 2396.18 2629.12 2822.25 KN Q -12.53 7.73 22.91 30.21 KN SE Mx 1697.64 -644 597.32 -1462.35 KN.m My -4349.26 2025.39 846.71 -5201.36 KN.m Nx 150.16 182.46 194.43 200.71 KN Q 167.11 -334.46 334.49 334.78 KN Tổng Mx 5755.49805 2845.856575 2087.160925 3270.653825 KN.m My 38626.2191 8091.245475 16376.35318 36301.65223 KN.m Nx 1790.38995 1669.420275 1845.7664 2038.76935 KN Q 6942.32165 2975.987575 1188.226275 6280.9573 KN Trạng thái giới hạn sử dụng h=1 TTGH Tải Trọng Nội lực Trụ T7-1 Mc(L/4) Mc(L/2) Trụ T7-2 Đơn vị TTSD DC Mx 880.91 -750.46 -133.29 -49.25 KN.m My -19945.21 -1778.96 6095.79 -13598.76 KN.m Q 3775.98 -1766.49 -271.55 2956.45 KN DW Mx 66.58 -61.1 -8.71 -4.35 KN.m My -1586.34 -121.9 497.96 -1067.98 KN.m Q 290.1 -141.54 -18.9 224.43 KN LL, IM Mx 1439.96 -994 -635.99 -1120.52 KN.m My -4478.68 -2464.44 3375.18 -6033.59 KN.m Q 1092.91 -632.25 -299.01 1096.41 KN TU, CR, SH Mx 43.75 -42.4 7.58 -3.74 KN.m My 231.34 180.75 120.34 -251.91 KN.m Q -12.53 7.73 7.86 30.21 KN SE Mx 1697.64 -644 -597.32 -1462.35 KN.m My -4349.26 -2025.39 846.71 -5201.36 KN.m Q 167.11 -334.46 -334.49 334.78 KN Tổng Mx 4128.84 2491.96 1367.73 2640.21 KN.m My 30128.15 6209.94 10935.98 26153.6 KN.m Q 5313.57 2867.01 916.09 4642.28 KN Tính toán quy đổi mặt cắt Các kích thước mặt cắt chưa quy đổi Tham số Kí hiệu Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 Chiều cao dầm H(m) 1.45 1.45 1.45 1.45 Chiều cao sườn h2(m) 1.2 1.2 1.2 1.2 Chiều cao cánh h1(m) 0.25 0.25 0.25 0.25 Bề rộng sườn b2(m) 4.8 4.8 4.8 4.8 Bề rộng bản mặt cầu b1(m) 9.45 9.45 9.45 9.45 Các kích thước và đặc trưng của mặt cắt quy đổi Tham số Kí hiệu Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 Chiều cao dầm H(m) 1.45 1.45 1.45 1.45 Chiều cao sườn h2(m) 0.803 0.803 0.803 0.803 Chiều cao cánh h1(m) 0.647 0.647 0.647 0.647 Bề rộng sườn b2(m) 4.8 2.15 2.15 4.8 Bề rộng bản mặt cầu b1(m) 9.45 9.45 9.45 9.45 Lựa chọn sơ bộ cáp dự ứng lực Diện tích cốt thép dự ứng lực cho mômen âm: A’ps = 0.01872 m2 Chọn A’ps = 0,0266m2 Chọn loại bó 12T15'2 suy ra được số bó N=16 Lưu ý: Hàng 1: 8 bó, hàng 2: 8 bó. Bảng toạ độ cáp DƯL Mặt cắt Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 Hàng 1 0.2 0.787 1.15 0.2 Hàng 2 0.35 1.137 1.3 0.35 dp 0.275 0.962 1.225 0.275 Kiểm toán Đặc trưng hình học mặt mặt cắt: ( Hai giai đoạn ) Giai đoạn 1: (Mặt cắt bị giảm yếu bởi các ống đặt DƯL) Diện tích tiết diện Mặt cắt Mô tả Kích thước Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 Khối K1 Cánh dầm b 9.45 9.45 9.45 9.45 h 0.647 0.647 0.647 0.647 f1 6.11415 6.11415 6.11415 6.11415 Khối K2 Sườn dầm b 4.8 2.15 2.15 4.8 h 0.803 0.803 0.803 0.803 f2 3.8544 1.72645 1.72645 3.8544 Khối K3 0 gel f3 0.09506664 0.080384 0.080384 0.080384 Tổng diện tích f1+f2-f3 9.87348336 7.760216 7.760216 9.888166 f1+f2 9.96855 7.8406 7.8406 9.96855 Mô men tĩnh đối với đáy dầm: Mặt cắt Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 Đơn vị a1 1.1265 1.1265 1.1265 1.1265 m a2 0.4015 0.4015 0.4015 0.4015 m a3 1.175 0.488 0.225 1.175 m s1 6.887589975 6.887589975 6.887589975 6.887589975 m s2 1.5475416 0.693169675 0.693169675 1.5475416 m s3 0.111703302 0.039227392 0.0180864 0.0944512 m S 8.546834877 7.619987042 7.59884605 8.529582775 m Trong đó a1,a2,a3: Khoảng cách trọng tâm của từng khối đến đáy dầm. S1,S2,S3 : Là mô men tĩnh của từng khối với đáy dầm S: Là mô men tĩnh của mặt cắt với đáy dầm Trọng tâm : Trọng tâm Mặt cắt Trụ T1 L/4 L/2 TrụT2 Đơn vị Vớithớ dưới Yd1 0.865635214 0.981929761 0.979205482 0.862605136 m Với thớ trên Yd2 0.584364786 0.468070239 0.470794518 0.587394864 m e1 0.309364786 0.493929761 0.754205482 0.312394864 m e1 : là khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới trục mặt cắt Mô men quán tính: Mặt cắt Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 Đơn vị 0.2132865 0.2132865 0.2132865 0.2132865 m 0.2071127 0.0927692 0.0927692 0.2071127 m -0.0007196 -0.0007196 -0.0007196 -0.0007196 m f1* 0.4160706 0.1277891 0.1326506 0.4257925 m f2* 0.8303206 0.5816388 0.5761917 0.8195146 m f3* -0.0090985 -0.0196110 -0.0457245 -0.0078447 m 1.6569723 0.9951531 0.9684540 1.6571420 m Trong đó : I01,I02,I03 : Là mô men quán tính chính của từng khối với trục trung hòa của nó. I1: Là mô men quán tính của cả khối có giảm yếu với trục trung tâm của mặt cắt Giai đoạn 2: Mặt cắt nguyên có kể cả cốt thép Mặt cắt Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 Đơn vị F1 9.8734834 7.7602160 7.7602160 9.8881660 Nd*Fd 0.1491993 0.1491993 0.1491993 0.1491993 F2 10.0226827 7.9094153 7.9094153 10.0373653 0.0461570 0.0736940 0.1125269 0.0466091 m d 0.0046053 0.0093172 0.0142270 0.0046436 m Yd2 0.8702405 0.9726125 0.9649785 0.8672487 m Yt2 0.5797595 0.4773875 0.4850215 0.5827513 m 0.3047595 0.4846125 0.7399785 0.3077513 m 1.6569723 0.9951531 0.9684540 1.6571420 m 0.0002094 0.0006737 0.0015707 0.0002132 m Nd*Fd* 0.0138574 0.0350393 0.0816968 0.0141308 m 1.6710391 1.0308661 1.0517215 1.6714860 m Trong đó: d: Khoảng cách giữa hai trục trung hòa của hai giai đoạn tính eII : Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới trục trung hòa mới. Tính toán mất mát ứng suất Tổng mất mát ứng suất trước trong các cấu kiện kéo sau được xác định theo điều 5.9.5.1 ( TCN272-05) Trong đó: Mất mát tức thời bao gồm: Mất mát do ma sát: Mất mát do thiết bị neo: Mất mát do co ngắn đàn hồi : Mất mát theo thời gian bao gồm: Mất mát do co ngót : Mất mát do từ biến : Mất mát do tự trùng thấp : Kết quả mất mát ứng suất được lấy từ trong mô hình kết cấu theo chương trình MidasCivil 7.0.1được tổng hợp trong bảng sau: Mặt cắt Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T Mất mát tức thời: ++ 62730.3159 63738.7865 56232.3111 63385..927 Mất mát theo t :++ -8031.462 -6050.753 -7364.512 -7373.089 tổng mất mát : 54698.854 57688.033 48867.799 56012.838 Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cuờng độ a) Kiểm duyệt theo mô sức kháng uốn danh định Trạng thái giới hạn cuờng độ dùng để kiểm tra các mặt cắt theo cường độ và sự ổn định Sức kháng uốn danh định: Căn cứ vào điều 5.7.3.2, ta kiểm tra theo công thức: Trong đó : Φ =1 là hệ số sức kháng đối với cấu kiện chịu kéo khi uốn. Sức kháng uốn danh định của tiết diện chữ T: Trong đó : fps Là ứng suất trung bình trong thép ứng suất trước ở sức kháng danh định. Ta có theo điều 5.7.3.1.1 ( TCN 272-05): Với: Trong đó : c: Khoảng cách từ trục trung hòa đến mặt chịu nén dp: Là khoảng cách từ mép trên dầm đến trọng tâm bó thép d'p: Là khoảng cách từ mép dưới dầm đến trọng tâm bó thép b : Là chiều rộng cánh dầm bw: Là chiều rộng sườn dầm a : Chiều dày khối ứng suất quy đổi hiều rộng sườn dầm, a= c*β1 Mặt cắt Đơn vị Trụ T7-1 L/4 L/2 Trụ T7-2 fc’ KN/ 40000 40000 40000 40000 0.764285714 0.764285714 0.764285714 0.764285714 Aps 0.02656 0.02656 0.02656 0.02656 B m 9.45 9.45 9.45 9.45 Bw m 4.8 2.15 2.15 4.8 h1 m 0.647 0.647 0.647 0.647 h2 m 0.803 0.803 0.803 0.803 K 0.284301075 0.284301075 0.284301075 0.284301075 dp m 0.275 0.962 1.225 0.275 d'p m 1.175 0.488 0.225 1.175 C m 0.361427805 -1.04062104 -1.08906268 0.361427805 Tính lại c m 0.361427805 0.189885856 0.192201504 0.361427805 KN/ 1697342.108 1755621.995 1777031.71 1697342.108 A m 0.276234108 0.145127047 0.146896863 0.276234108 Vị trí trục trung hoà Sườn Cánh Cánh Sườn Mn KN.m 46744.14147 41473.81826 54350.88742 46744.14147 Mu Kn.m 38626.2191 8091.245475 16376.35318 36301.65223 Kết luận Mn>Mu ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT b) Kiểm tra hàm lượng cốt thép Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối đa theo công thức de :là khoảng cách có hiệu tương ứng với từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thép Lượng cốt thép tối thiểu phải thỏa mãn: Trong đó : Mcr: là mô men nứt Ig: mô men quán tính với trọng tâm không tính cốt thép Yt:khoảng cách từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến TTH fr: cường độ chịu kéo khi uốn Kết quả tính toán bảng sau: Tối đa Mặt cắt Đơn vị Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 c m 0.361427805 0.189885856 0.192201504 0.361427805 de m 1.175 0.962 1.225 1.175 c/de 0.307598132 0.197386545 0.156899187 0.307598132 Kết luận ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT Tối thiểu fr KN/ 126 126 126 126 Ig m 1.656972302 0.995153051 0.968453956 1.657141962 Yt m 0.865635214 0.981929761 0.979205482 0.862605136 1.2Mcr KN.m 289.4223896 153.2361552 149.5398472 290.4687837 ФMn KN.m 46744.14147 41473.81826 54350.88742 46744.14147 Kết luận ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng Các giới hạn ứng suất đối với bê tông: Trong đó: Fps1:Là tổng lực kéo trong các bó cáp ứng suất trước, đã trừ đi mất mát ứng suất tức thời (KN) Fps2:Là tổng lực kéo trong các bó cáp ứng suất trước, đã trừ đi tổng mất mát ứng suất KN) MA:Mô men do tải trọng thường xuyên và tải trọng nhất thời(KN.m) MTTBT :Mô men do tải trọng bản thân (KN.m). A :Diện tích mặt cắt theo giai đoạn 2 (m2) I :Mô men quán tính của tiết diện dầm giai đoạn 2 (m4) e: Độ lệch tâm của trọng tâm các bó thép ứng suất trước đến trục trung hòa của tiết diện (m) yt: Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ trên cùng của tiết diện yd:Khoảng cách từ trục trung hòa đến thớ dưới cùng của tiết diện Mặt cắt Đơn vị Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 KN/ 1239270 1238261 1245768 1238614 KN/ 1247301 1244312 1253132 1245987 KN/ 40000 40000 40000 40000 KN/ 32000 32000 32000 32000 0.6 KN/ 24000 24000 24000 24000 KN/ -2828.427125 -2828.427125 -2828.427125 -2828.427125 KN 32915.00281 32888.21783 33087.58982 32897.58977 KN 33128.31843 33048.92583 33283.19126 33093.41903 A 10.03173312 7.918465755 7.918465755 10.04641576 I 1.671878923 1.032989137 1.056671545 1.672342376 KN.m 30128.15 6209.94 10935.98 26153.6 KN.m 19945.21 1778.96 6095.79 13598.76 e m 0.304484583 0.484058624 0.73913276 0.307474063 m 0.870515417 0.972058624 0.96413276 0.867525937 m 0.579484583 0.477941376 0.48586724 0.582474063 KN/ 8993.811312 -354.8906626 -2079.924472 6861.770219 Kết luận ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT KN/ -158.3251376 17460.12865 20930.94754 2061.226252 Kết luận ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT Kiểm toán sức kháng cắt cho tiết diện Kiểm toán theo công thức: Theo ( 5.8.2.1.2 -TCN272-05) Trong đó : φ: Hệ số sức kháng cắt. Theo quy định điều 5.5.3.3 ( TCN272-05) Vn:Sức kháng cắt danh định được xác định theo điều 5.8.3.3 (TCN272 -05) Lấy theo giá trị nhỏ hơn của : Vn= Vc +Vs + Vp Theo ( 5.8.3.3.1 -TCN272-05) Vn = 0.25f'c.bv.dv + Vp Theo ( 5.8.3.3.2 -TCN272-05) Trong đó: Vc Sức kháng cắt danh định do ứng suất kéo trong bê tông. Theo ( 5.8.3.3.3 -TCN272-05) Vs - Sức kháng cắt của cốt thép chịu cắt Theo ( 5.8.3.3.4 -TCN272-05) Trong đó : dv Chiều cao chịu cắt có hiệu được xác định trong điều 5.8.2.7 bv Bề rộng bụng có hiệu, lấy bằng bề rộng lớn nhất trong chiều cao dv s Cự ly cốt thép đai (m) q Hệ số chỉ khả năng bị nứt chéo truyền lực kéo ( Điêu 5.8.3.4 - TCN) a Góc nghiêng của cốt thép đai với trục dọc (đô). Trường hợp cốt thép đai thẳng đứng, a =0 Av Diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s (mm) Vp Thành phần lực ứng suất trước trên hướng lực cắt tác dụng. Là dương nếu ngược chiều lực cắt (KN) a) Xác định Vp Công thức xác định : Trong đó : Astr:diện tích 1 bó cáp, m2 fp:ứng suất trong cáp sau mất mát , giá trị ứng với mỗi mặt cắt ai:Góc lệch của cáp i so với phương ngang Bảng góc i Mặt cắt Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 Hàng 1 Hàng 2 0 6.5 0 0 Hàng 3 0 6.5 0 0 Bảng kết quả tính Vp Mặt cắt Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 A 1400.E-7 1400.E-7 1400.E-7 1400.E-7 f KN/ 1247301 1244312 1253132 1245987 Sin() Hàng1 0 0 0 0 0.00 Hàng2 8 0 0.90562571 0 0.00 Hàng3 8 0 0.90562571 0 0.00 Tổng Sin() 0 1.81125142 0 0 V KN 0 315.5266544 0 0 b) Xác định dv và bv Chiều cao chịu cắt dv: Như đã tính ở phần tính chất vật liệu ta có: Mặt cắt Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 0.9de 1.0575 0.8658 1.1025 1.0575 0.72h 1.044 1.044 1.044 1.044 chọn dv 1.0575 1.044 1.1025 1.0575 Bề rộng chịu cắt có hiệu của tiết diện bv: Bề rộng chịu cắt có hiệu ta sẽ lấy bằng chiều rộng của bản bụng: Mặt cắt Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 bv 4.8 2.15 2.15 4.8 c) Xác định và (TCN 5.8.3.4) Số liệu được tra từ bảng TCN 5.8.3.4.2.1 Để xác định được và phải thông qua các giá trị v/f'c và ex suy ra: Ứng biến trong cốt thép ở phía chịu kéo do uốn của cấu kiện phải xác định theo: Nếu giá trị εx tính từ phương trình TCN 5.8.3.4.2.1 là âm thì trị tuyệt đối của nó phải được giảm đi bằng cách nhân với hệ số Fc lấy theo: Trong đó: Ac: Diện tích bê tông ở phía chịu kéo uốn của cấu kiện, mm2 fpo: Ứng suất trong thép ứng suất trước khi ứng suất trong BT xung quanh nó bằng 0 fpe: ứng suất có hiệu trong thép ứng suất trước sau mất mát: fpe = 0.8*fpy fpc: Ứng suất nén tại trọng tâm tiết diện Kết quả tính V/f'c : Mặtcắt Đơn vị Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 KN 6942 2976 1188 6281 0.90 0.90 0.90 0.90 m 4.8 2.15 2.15 4.8 m 1.0575 1.044 1.1025 1.0575 KN/m 1519.639622 1332.587636 556.9799786 1374.870261 0.037990991 0.033314691 0.013924499 0.034371757 Để xác định εx ta đi giả định εx = 25 cotg(εx) = 2.1445 fpe = 1.336E+06 KN/m2 Kết quả tính toán εx Mặt cắt Đơn vị Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 KN 35484 35484 35484 35484 m 10.03 7.92 7.92 10.05 KN/m -3537.19139 -4481.191319 -4481.191319 -3532.021854 KN/m 1314924.711 1309300.172 1309300.172 1314955.512 KN.m 38626.2191 8091.245475 16376.35318 36301.65223 m 1.0575 1.044 1.1025 1.0575 KN 6942 2976 1188 6281 2.14 2.14 2.14 2.14 m 0.02656 0.02656 0.02656 0.02656 KN/m 1.965E+08 1.965E+08 1.965E+08 1.965E+08 KN/m 32979767 32979767 32979767 32979767 KN 1790.38995 1669.420275 1845.7664 2038.76935 0.001904699 -0.00440676 -0.003396068 0.001371277 Mặt cắt nào có εx< 0 nên giá trị tuyệt đối của nó phải lấy như sau: ε'x= εx .Fε Bảng tính lại εx : Mặt cắt Đơn vị Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 m 0.02656 0.02656 0.02656 0.02656 KN/m 196500000.00 196500000.00 196500000.00 196500000.00 m 8.233696538 6.046178662 6.024295791 8.233696538 KN/m 32979767 32979767 32979767 32979767 0.01921977 0.026173516 0.02626859 0.01921977 3.66079E-05 0.00011534 8.92099E-05 2.63556E-05 Tra hình TCN 5.8.3.4.2-1 ta được: Mặt cắt Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 24 27 27 27 3.80 4.80 4.80 4.80 Vậy giá trị q tính được gần sát với giả thiết do đó chọn nó để tính toán d) Tính Vc và Vs Chọn cốt đai chống cắt Để dễ dàng thi công, chọn cốt đai có đường kính không đổi, nhưng khoảng cách giữa các cốt đai thì thay đổi theo sự giảm của lực cắt theo chiều dài dầm s : là bước cốt đai bố trí tại mặt cắt tính toán Theo ( 5.8.2.5.1 -TCN272-05) Trong đó: Av : Diện tích cốt thép ngang trong cự ly s, m2 s : Cự ly giữa các bước cốt đai Kết quả tính toán sức kháng danh định Mặt cắt Đơn vị Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 s mm 150.000 150.000 150.000 150.000 bv mm 4800.00 2150.00 2150.00 4800.00 dv mm 1057.5 1044 1102.5 1057.5 fy Mpa 420 420 420 420 f'c Mpa 40 40 40 40 Av mm 899.8938713 403.0774632 403.0774632 899.8938713 Vc KN 10125 5656 5973 12790 Vs KN 5984.76 2363.26 2442.08 5229.54 Vn1 KN 16110.18 8334.51 8414.72 18019.56 Vn2 KN 5.076E+04 2.245E+04 2.370E+04 5.076E+04 Vn KN 16110.18 8334.51 8414.72 18019.56 Vu KN 6942 2976 1188 6281 φ Vn KN 14499.1651 7501.056998 7573.245411 16217.60004 Kết luận ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT Kiểm tra hiệu ứng xoắn Sức kháng xoắn tính toán, Tr phải được xác định như sau : Tr = φ .Tn Ở đây : Tn = Sức kháng xoắn danh định quy định trong điều 5.8.3.6 (KN.m) φ = Sức kháng xoắn danh định trong điều 5.5.4.2 Với bê tông tỷ trọng thường hiệu ứng xoắn phải được xem xét khi : Tu > 0,25 φ Tcr Trong đó : Ở đây : Tu:Mô men xoắn tính toán Tcr : Mô men nứt do xoắn Acp:Toàn bộ diện tích bao bọc bởi chu vi ngoài của mặt bê tông Pc:chiều dài chu vi ngoài của mặt cắt bê tông fpc:Ứng suất nén trong bê tông sau khi các tổn thất dự ứng lực đã xảy ra hoặc trọng tâm của mặt cắt chịu các tải trọng nhất thời hoặc chỗ nối giữa bản bung với bản cánh dầm khi trọng tâm nằm ở bản cánh dầm . Kết quả tính toán Tcr thể hiện trong bảng sau: Mặt cắt Đơn vị Trụ T1 L/4 L/2 Trụ T2 f'c Mpa 40 40 40 40 Acp mm2 9968550.00 7840600.00 7840600.00 9968550.00 Pc mm 21800 21800 21800 21800 fpc Mpa 20.20282026 19.28133367 19.17322645 20.0024357 Tcr KN.m 30987.77803 18769.46186 18721.89422 30848.09534 Tu KN.m 5755.49805 2845.856575 2087.160925 3270.653825 0.25*φ*Tcr KN.m 6972 4223 4212 6941 Kết luận ĐẠT ĐẠT ĐẠT ĐẠT Nếu không đạt thì phải xét đến hiệu ứng xoắn Khi đó phải bố trí DƯL ngang. TÍNH TOÁN CÁNH HẪNG. Xác định chiều rộng dải bản tương đương. Đối với phần hẫng thì E xác định theo công thức E= 1140 + 0,833.x Trong đó: x là khoảng cách từ tâm gối đến điểm đặt lực x= 1,725m => E= 1,140 + 0,833x1,725 = 2.577 m Tính toán nội lực cánh hẫng của dầm bản. Tiến hành tính toán cho trường hợp cánh hẫng chịu tác dụng của tĩnh tải và tải trọng bánh xe. Chiều dài cánh hẫng là: l = 2,325 m Chiều dày bản tại đầu công son: hcx = 0,25 m Chiều dày bản tại đầu ngàm:hng = 1,45 m Chiều dày trung bình: htb = 0,85 m Tĩnh tải tác dụng Tĩnh tải tác dụng của các bộ phận kết cấu được tính cho 1m chiều rộng bản( theo phương dọc cầu). Hệ số tĩnh tải được lấy theo bảng sau: TT Loại tải trọng Ký hiệu Dạng tác động Hệ số tải trọng max min 1 Trọng lượng bản thân DC1 Phân bố 1.25 0.9 2 Lan can DC2 Tập trung 1.25 0.9 3 Lớp phủ mặt cầu DW Phân bố 1.50 0.65 Tĩnh tải tác dụng cho dải bản rộng 1m theo phương ngang cầu. +Do trọng lượng bản thân: DC1 = 24,5x0,85= 20,83 KN/m +Do trọng lượng lan can: DC2 = 1,38 KN ( lực tập trung) +Do lớp phủ: DW = 22,5x0,074= 1,665 KN/m Hoạt tải tác dụng Tính cho hoạt tải tác dụng trên dải bản rộng 1m theo phương ngang cầu. Xét một bánh xe nặng của xe tải thiết kế có trọng lượng P đặt cách mép lan can 300mm = 0.3m Ptr= P/2= 145/2 = 72,5 KN Hoạt tải tác dụng: LLtd =KN/m Nội lực tại ngàm. Xét hệ số điều chỉnh tải trọng trong trường hợp sử dụng các giá trị cực đại của . . Trong đó: - tính dẻo, trong trường hợp thiết kế thông thường =1. -tính dư, bản hẫng không có tính dư, = 1.05. - tầm quan trọng, cầu trên quôc lộ = 1.05. Như vậy: L1= 2,325 m L2= 2,175 m L3= 2,025 m L4= 1,725 m Mômen tại ngàm: M= M = 218,46 kN.m. Khi tính toán thiết kế bản hẫng, thường chỉ bố trí một làn xe nên phải nhân thêm hệ số làn m = 1.2. Bố trí cốt thép cho bản hẫng của dầm. Chọn lớp bê tông bảo vệ là: 50mm. Kiểm toán sự làm việc của cánh hẫng theo điều kiện mômen kháng uốn. Chọn 7 thanh thép đường kính 19 mm để bố trí tại vùng chịu uốn của mặt cắt. Khi đó diện tích cốt thép thường chịu kéo: 0,002 m2. Giới hạn chảy của cốt thép chịu kéo: 420000 KN/m2 Khoảng cách từ trục trung hòa đến mép chịu nén. c= = = 0,03 m - Hệ số quy đổi hình khối ứng suất. Chiều dày khối ứng suất tương đương a= c. = 0,73.0,03 = 0,022 m Như vậy mômen kháng uốn danh định của mặt cắt được xác định như sau: Trong đó: - Khoảng cách từ thớ ngoài cùng chịu nén đến trọng tâm cốt thép chịu kéo = 0,85-0,05 = 0,8 m Thay số ta có kết quả. = 662,76 KN.m Vậy mômen kháng uốn tính toán của mặt cắt là: =596,484 KN.m Mr= 596,484 > Mu= 218,46 KN.m Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu,tối đa. Hàm lượng cốt thép tối đa phải đảm bảo giới hạn sao cho: Trong đó: = ds = 0,8 m Trong đó - Khoảng cách hữu hiệu tương ứng từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trọng tâm lực kéo của cốt thép chịu kéo. Vậy lượng cốt thép tối đa thỏa mãn Lượng cốt thép thường tối thiểu quy định phải thỏa mãn. Trong đó: - Tỷ lệ giữa thép chịu kéo và diện tích nguyên. - Cường độ quy định của bê tông(Mpa). - Cường độ chảy dẻo của thép chịu kéo(Mpa) Ta có: Mặt khác: Như vậy hàm lượng cốt thép tối thiểu được đảm bảo. KÕT LUËN Khả năng ứng dụng và hiệu quả Dầm bản rỗng liên tục nhiều nhịp nằm trên đường cong bằng bê tông ƯST là dạng kết cấu vĩnh cửu, hiện đại có kiến trúc đẹp hoàn toàn ứng dụng vào xây dựng cầu vượt trong các nút giao lập thể tại Việt Nam. Các kỹ sư có thể tính toán thiết kế với sự hỗ trợ của các chương trình tính toán đã được chuyển giao đang sử dụng tại Việt nam Việc thi công cũng phù hợp với điều kiện thi công và trình độ công nghệ hiện có của các nhà thầu xây dựng công trình giao thông trong nước. Dầm bản rỗng cong đúc tại chỗ sẽ thoả mãn các yếu tố hình học cũng như yêu cầu khẩu độ vượt với chiều cao xây dựng thấp. Dầm bản rỗng liên tục trong xây dựng các cầu tại Việt Nam sẽ tạo điều kiện xây dựng các cầu cong trong nút giao có kiến trúc đẹp, hiện đại. Các thông số kết cấu cơ bản Trong điều kiện kinh nghiệm thiết kế và thi công hiện nay chiều dài nhịp dầm bản rỗng liên tục hợp lý có thể áp dụng từ 20 đến 40m. Bán kính đường cong bằng trên cầu nên hạn chế > 30 m để hạn chế nội lực xoắn trong kết cấu. Chiều rộng phía trên bản nên hạn chế < 20 m để có thể áp dụng mô hình thanh cong và sử dụng các chương trình tính toán phổ biến như SAP 2000, STARD, MIDAS …. Chiều cao dầm có thể chọn từ 1/20 ~ 1/28 chiều dài nhịp. Phương pháp tính toán Nên sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để tính toán sẽ cho kết quả chính xác và giải quyết triệt để các vấn đề phức tạp của kết cấu. Khi mặt cầu hẹp có thể sử dụng phương pháp thanh cong để có thể sử dụng các chương trình thông dụng. Tính toán nội lực dầm theo một số quy trình nước ngoài đang vận dụng cho các công trình cầu để tương tích với phương pháp tính toán có sẵn trong chương trình. Công nghệ xây dựng Với trình độ công nghệ và thiết bị hiện có các nhà thầu Việt nam hoàn toàn áp dụng để xây dựng các cầu cong. Đà giáo di động dùng cho cầu thẳng đã được chế tạo để thi công nút giao Ngã tư Vọng và Mai Dịch có thể để cải tiến để thi công cầu cong. Đà giáo di động treo đã được thi công nhiều ở các nước Châu Âu, bước đầu có thể nhập sau đó sẽ nghiên cứu thiết kế chế tạo trong nước. Tµi liÖu tham kh¶o Tiêu chuẩn xây dựng Đường Đô Thị: TCXDVN 104:2007 Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272 – 05 Thiết kế đường ôtô - Đỗ Bá Chương - Nhà xuất bản Xây dựng Hà nội 1998 Tính toán và thiết kế chi tiết các yếu tố Nút giao thông khác mức - GS.TS.Nguyễn Xuân Vĩnh, TS.Nguyễn Văn Hùng Giáo trình Cầu Bê tông cốt thép (Tập 1, 2) – GS.TS Nguyễn Viết Trung & PGS.TS Hoàng Hà -Trường Đại học Giao thông - 2003 Giáo trình sức bền vật liệu – GS Vũ Đình Lai – Trường Đại học Giao thông vận tải - 2002 Phân tích kết cấu công trình giao thông- PGS.TS. Hoàng Hà, KS. Nguyễn Đức Vương, Th.s Phạm Duy Anh - Đại Học Giao Thông Vận tải - 2006 Mố Trụ Cầu - PGS.TS. Nguyễn Minh Nhĩa (Chủ Biên), Th.S Dương Minh Thu Nhà Xuất Bản Giao Thông Vận Tải - 2005 Giáo trình cơ kết cấu – Lê Văn Quý – Truờng Đại học Giao thông vận tải Luận văn thạc sỹ “Tạo dự ứng lực cho cầu cong” - Th.s Nguyễn Đức Thị Thu Định Luận văn thạc sỹ “Nghiên cứu ứng dụng dạng kết cấu bản cong bê tông DƯL trong xây dựng các nút giao thông lập thể”- Th.s Phạm Duy Khôi.