Đề tài Thiết kế Cầu Bình Triệu bắc qua sông Bình Triệu thuộc tỉnh Sài Gòn
Tiết diện trụ chọn đƣợc bo tròn theo một bán kính bằng 1m, khi tính toán quy đổi tiết diện
về hình chữ nhật để gần với mô hình tính toán theo lý thuyết.
+ Cách quy đổi ra một hình chữ nhật có chiều rộng bằng chiều rộng trụ, chiều dài lấy giá trị
sao cho diện tích mặt cắt quy đổi bằng diện tích thực. Diện tích cốt thép theo 2 cạnh của tiết
diện quy đổi vẫn nhƣ cũ.
213 trang |
Chia sẻ: baoanh98 | Lượt xem: 767 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Thiết kế Cầu Bình Triệu bắc qua sông Bình Triệu thuộc tỉnh Sài Gòn, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
4.296
C3-02(2) 3463.320 1.615 7.743 7.399 3196.20 8852.70 -970.900 1932.157 -1874.296
C3-03(2) 3463.320 1.615 7.743 7.399 3196.20 8852.70 -970.900 1932.157 -1874.296
C3-04(2) 3463.320 1.617 7.757 7.407 3196.20 8852.70 -970.900 1932.157 -1874.296
-1874.296
XIV.1.7 V.3.6. Mất mát do trùng dão cốt thép
Mất mát sau khi truyền lực - đối với tao thép đƣợc khử ứng suất kéo sau:
fpR = 0.3[138 – 0.3 fpF – 0.4 fpES – 0.2( fpSR+ fpCR)] (KN/m
2
). (5.9.5.4.4c-2)
ở đây:
- fpF: Mất mát do ms dƣới mức 0,6fPu ở thời điểm xem xét tính theo Điều
5.9.5.2.2(KN/m
2
).
- fpES : Mất mát do co ngắn đàn hồi (KN/m
2
).
- fpsR : Mất mát do co ngót (KN/m
2
).
- fpcR = 25MPa: Mất mát do từ biến (KN/m
2
).
Tiết
Diện
Bó
thép
Δfpf ΔfpES ΔfpSR ΔfpCR ΔfpR
(KN/m2) (KN/m2) KN/m2 (KN/m2) (KN/m
2
)
3
C2-01(2) 72712.152 8990.878 25000.000 31746.993 30372.181
C2-02(2) 76443.584 8990.878 25000.000 31746.993 30036.352
C2-03(2) 80165.179 8990.878 25000.000 31746.993 29701.409
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 258 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
C2-04(2) 83876.961 8990.878 25000.000 31746.993 29367.349
Mất mát trung bình 1 bó 29869.323
17
C1-01(2) 90097.448 20922.929 25000.000 84946.359 24183.697
C1-02(2) 92880.972 20922.929 25000.000 84946.359 23933.180
C1-03(2) 95640.575 20922.929 25000.000 84946.359 23684.815
C1-04(2) 98394.719 20922.929 25000.000 84946.359 23436.942
C1-5(2) 101601.002 20922.929 25000.000 84946.359 23148.377
C1-6(2) 104799.888 20922.929 25000.000 84946.359 22860.477
C1-7(2) 107991.393 20922.929 25000.000 84946.359 22573.242
C1-8(2) 111175.533 20922.929 25000.000 84946.359 22286.669
C1-9(2) 114805.556 20922.929 25000.000 84946.359 21959.967
C1-10(2) 118426.008 20922.929 25000.000 84946.359 21634.126
C1-11(2) 122036.915 20922.929 25000.000 84946.359 21309.145
C1-12(2) 125638.302 20922.929 25000.000 84946.359 20985.020
C1-13(2) 129230.193 20922.929 25000.000 84946.359 20661.750
22512.108
31
C3-01(2) 76443.584 -2340.476 25000.000 -1874.296 33413.392
C3-02(2) 83876.961 -2340.476 25000.000 -1874.296 32744.388
C3-03(2) 87116.742 -2340.476 25000.000 -1874.296 32452.808
C3-04(2) 68970.856 -2340.476 25000.000 -1874.296 34085.938
33174.132
Kết quả tính toán tổng hợp mất mát ứng suất đƣợc trình bày trong bảng sau:
Tổng hợp mất mát ứng suất
Tiết
Diện
Δfpf ΔfpA ΔfpES ΔfpSR ΔfpCR ΔfpR Δfpt
KN/m
2
KN/m
2
KN/m
2
KN/m
2
KN/m
2
KN/m
2
KN/m
2
3 78299.47 39722.980 8990.88 25000.00 31746.99 29869.32 211993.69
17 108670.65 61178.437 20922.93 25000.00 84946.36 22512.11 320362.04
31 79102.04 108653.815 -2340.48 25000.00 -1874.30 33174.13 228438.59
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 259 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
V.4. Kiểm toán tiết diện
XV. *Đặt vấn đề
Đối với cầu BTCTDƢL thì các tiết diện dầm chủ cần phải đƣợc kiểm toán cả trong giai
đoạn khai thác lẫn trong giai đoạn thi công. Tuy vậy do thời gian có hạn nên trong đồ án này
em chỉ kiểm toán tại 3 tiết diện đặc trƣng là các tiết diện (2, 17, 31).
Sơ đồ bố trí các tiết diện của 1/2 cầu
302827262524
2221201918
29
17
23
31 32
k0 k0k1k2k3k4k5k6k7k9 k8k10k11k12 k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k9k8 k10 k11 k12
03 04 06 07 08 09 10
12 13 14 15 16
05
01
I
02
11
100
V.4.1. Kiểm toán theo TTGHSD
Các vấn đề cần kiểm toán ở TTGHSD phải là nứt, biến dạng và ứng suất trong bêtông.
[A5.5.2]
Đối với kết cấu bêtông cốt thép ƣst trong đồ án này, chỉ kiểm tra ứng suất trong bêtông theo
điều [A5.9.4]
Ta phải kiểm tra theo 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Khi căng kéo cốt thép
Giai đoạn 2: Khi khai thác
Giai đoạn 1: Việc kiểm toán ứng suất trong giai đoạn 1 là một việc khó, do việc
thi công các đốt đúc và căng cáp theo nhiều giai đoạn, mác bêtông và môđun đàn hồi
thực tế là biến đổi trên mỗi đốt đúc.
Lấy cƣờng độ bêtông lúc căng cáp là f’ci = 0.8f’c = 40 (MPa).=40000 (KN/m
2
)
Giới hạn ứng suất nén: -0.6f’ci = -0.6 40 = -24 (MPa).=-24000(KN/m
2
)
Giới hạn ứng suất kéo: cif '25.0 = 1.225 (MPa)=1255(KN/m
2
)
Giai đoạn 2: Giai đoạn sử dụng
Các giới hạn ứng suất trong bêtông ở trạng thái giới hạn sử dụng sau các mất mát. Các cấu
kiện ứng suất trƣớc hoàn toàn [5.9.4.2]
- Ứng suất nén đối với cầu xây dựng phân đoạn và do tổng của lực ứng suất trƣớc có hiệu
và các tải trọng thƣờng xuyên gây ra:
-0.45f’c = -0.45 50 = -22.5 MPa = -22500 (KN/m
2
).
- Ứng suất kéo của bêtông:
cf '5.0 = 505.0 = 3.5355 MPa = 3535.5 (KN/m
2
).
V.4.1.1. Kiểm tra ứng suất trong bêtông khi chịu mômen Max (M+)
1.Giai đoạn căng kéo cốt thép:
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 260 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
a. Thớ trên:
t
bt
t
bbttbt
tg y
I
M
y
I
eFeF
A
FF
f 1
0
1
0
11
0
11
cif '25.0 = 1.225 Mpa=1225(KN/m
2
)
b. Thớ dưới:
1
0
1
0
11
0
11
b
bt
b
bbttbt
bg y
I
M
y
I
eFeF
A
FF
f -0.6f’ci = -0.6 40
= -24MPa=-24000(KN/m
2
)
2.Giai đoạn sử dụng:
a.a. Thớ trên
ctt
bt
t
bbttbt
tc fy
Itd
MhtMtt
y
I
M
y
I
eFeF
A
FF
f '45.0
2 )2(1
0
1
0
)2()2(
0
)2()2(
=-22.5MPa=-22500(KN/m
2
)
b.b. Thớ dưới
cbb
bt
b
bbttbt
bc fy
Itd
MhtMtt
y
I
M
y
I
eFeF
A
FF
f '5.0
2 21
0
1
0
22
0
22
=3.5MPa=3500(KN/m
2
)
V.4.1.2. Kiểm tra đối với các tiết diện chịu mômen Min (tiết diện gối):
1. Giai đoạn căng kéo cốt thép:
a. Thớ trên
1
0
1
0
1
0
1
t
bt
t
ttt
tg y
I
M
y
I
eF
A
F
f -0.6f’ci = -0.6 x40 =
-24 MPa=-2400(KN/m
2
)
b. Thớ dưới
b
bt
b
ttt
bg y
I
M
y
I
eF
A
F
f 1
0
1
0
1
0
1
cif '25.0
= 1.225 MPa=1225(KN/m
2
)
2.Giai đoạn sử dụng:
c.a. Thớ trên
ctt
bt
t
ttt
tc fy
Itd
MhtMtt
y
I
M
y
I
eF
A
F
f '5.0
2 )2(1
0
1
0
)2(
0
)2(
=3.5MPa=3500(KN/m
2
)
d.b. Thớ dưới:
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 261 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
)2(1
0
1
0
)2(
0
)2(
2
bbb
ttt
bc y
Itd
MhtMtt
y
I
Mbt
y
I
eF
A
F
f = -22.5MPa=-2250(KN/m
2
)
Trong đó:
- Fb = Lực nén do các bó thép ƢST phía dƣới sau mất mát gây ra cho dầm (KN).
- Ft = Lực nén do các bó thép ƢST phía trên sau mất mát gây ra cho dầm (KN).
- M = Mômen theo trạng thái giới hạn sử dụng (KNm)(tuỳ theo tiết diện chịu mômen
dƣơng hay âm)
- Atd= Diện tích tiết diện lấy qui đổi (m
2
)
- Itd = Mômen quán tính của tiết diện qui đổi (m
2
)
- et = Độ lệch tâm của trọng tâm thép ƢST phía trên so với trục trung hoà của tiết diện.
- eb = Độ lệch tâm của trọng tâm thép ƢST phía dƣới so với trục trung hoà của tiết diện.
- yt = Khoảng cách từ thớ trên cùng đến trục trung hoà của tiết diện.
- yb = Khoảng cách từ thớ dƣới cùng đến trục trung hoà của tiết diện.
- f’c = Cƣờng độ qui định của bêtông 28 ngày.
Kết quả kiểm toán nhƣ sau:
Kết quả kiểm toán ứng suất trước khi căng kéo
Tiết
Diện
Ft(1) Fd(1) Ao Io e(t) e(b) Mbt Yb(1) Yt(1) f(tg) f(bg)
Duyệt N N mm2 mm4 mm mm Nmm mm mm KN/m2 KN/m2
3 0 4E+09 7648104 7E+12 0 1635 2E+10 1785.23 915 284.17 -1967.38 Đạt
17 4E+09 0 13696286 7E+13 2714 0 2E+10 2909.15 2891 -1493.0 317.06 Đạt
32 4E+09 4E+09 7666078 7E+12 747 1626 2E+10 1775.83 924 -634.46 -1716.75 Đạt
Kết quả kiểm toán bê tông giai đoạn sử dụng
TD
Ft(2) Fd(2) A Ic e(t) e(d)
MTT2
+Mht Yd(2) Yt(2) f(tc) f(bc)
Duyệt N N mm2 mm4 mm mm Nmm mm mm KN/m2 KN/m2
3 0 3.1E+09 7648104 7.5E+12 0 1604 5.3E+10 1754.48 945.5 -348.5
-
1612.1 Đạt
17 3.4E+09 0 13696286 7.2E+13 2645 0 2.4E+11 2977.97 2822
-
1512.3 254.23 Đạt
32 3.1E+09 3.1E+09 7666078 7.4E+12 756 1617 2.6E+10 1766.66 933.3 -467.0 -1467 Đạt
V.4.2. Kiểm toán theo TTGHCĐ
V.4.2.1. Sức kháng uốn.
Công thức kiểm tra sức kháng uốn
Mu Mn (5.7.3.2.1-1)
Trong đó:
- Mu : mômen tính toán ở trạng thái GHCĐI (MPa)
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 262 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
- : Hệ số sức kháng đƣợc lấy theo điều 5.5.4.2
Dùng cho uốn và kéo bêtông cốt thép ƣst = 1.0
- Mn : Sức kháng uốn danh định củatiết diện có thép DƢL dính bám, tùy thuộc vào trục
trung hòa đi qua sƣờn (tiết diện chữ T) hoặc cánh của tiến diện (tiết diện chữ nhật) (bỏ
qua sự tham gia chịu lực của cốt thép thƣờng):
+ Tiết diện chũ T, sức kháng uốn tính theo công thức sau:
22
β'85.0
2
1
f
fwcppSpSn
ha
hbbf
a
dfAM (5.7.3.2.2-1)
- Aps: Diện tích thép ứng suất trƣớc (mm
2
)
- a : chiều dày của khối ứng suất tƣơng đƣơng (mm) - chiều cao chịu nén
a = c 1
- 1 : Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất qui định trong điều 5.7.2.2
7
)28'(
05.085.01
cf = 6928.0
7
)2850(
05.085.0
- fps : ứng suất trung bình trong thép ƢST ở sức kháng uốn danh định (MPa)
p
pups
d
c
kff 1 (5.7.3.1.1-1)
k = 2(1.04 –
pu
py
f
f
) = 2(1.04 –
1860
1674
) = 0.28 (5.7.3.1.1-2)
- dp : Khoảng cách từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm cốt thép ứng suất trƣớc (mm)
Tp ahd (
,
T
a )
Trong đó:
h: Chiều cao tiết diện tại vị trí xét.
mmaT 150 : Khoảng cách trọng tâm thép DƢL chịu kéo đến mép chịu kéo
mma
T
180, : Khoảng cách trọng tâm thép DƢL chịu nén đến mép chịu nén.
- c : Khoảng cách từ trục trung hoà đến mặt cắt chịu nén (mm)
Trƣờng hợp trục trung hoà đi qua sƣờn (c>h), khi đó tính toán tiết diện là tiết diện chữ T
có bể rộng sƣờn là bw và bề rộng cánh là b.
p
pu
pSwc
fwcpupS
d
f
kAbf
hbbffA
c
'β85.0
'β85.0
1
1
(5.7.3.1.2-3)
Trƣờng hợp TTH đi qua cánh (c < h), khi đó
wb
b
p
d
c
Trôc TH
h
f
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 263 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
tính toán nhƣ tiết diện chữ nhật với bề rộng là b.
p
pu
pswc
pups
d
f
kAbf
fA
c
1'85.0
(5.7.3.1.1-4)
- f
'
c : Cƣờng độ chịu nén qui định của BT ở tuổi
28 ngày, f
'
c = 50 Mpa = 50000 (KN/m
2
)
- bw : Chiều dày của phần chịu nén
- b : Chiều rộng của bản cánh chịu nén (mm)
Kiểm tra sức kháng uốn
Tiết
Diện
ApS dP bw b hf c fps a Mn Mu Mn >
Mu (mm
2) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (N/mm2) (mm) (Nm) (Nm)
3 26600 2550 870 11000 300 159.348 1827.46 110.397 1.13E+11 6.43E+10 Đạt
17 76440 5620 970 5660 900 398.881 1823.04 276.345 7.25E+11 3.27E+11 Đạt
31 15960 2550 870 11000 300 102.804 1839.00 71.223 6.36E+10 3.08E+10 Đạt
V.4.2.2. Kiểm tra hàm lượng thép DƯL:
a. Kiểm tra hàm lƣợng thép tối đa theo công thức :
- Hàm lƣợng thép DƢL và không DƢL tối đa phải đƣợc giới hạn sao cho: 42.0
ed
c
Với: c: khoảng cách từ thớ chịu nén ngoài cùng đến trục trung hoà(mm)
de: khoảng cách có hiệu tƣơng ứng từ thớ nén ngoài cùng đến trọng tâm lực kéo của cốt
thép chịu kéo (mm)
yspsps
sysppsps
e
fAfA
dfAdfA
d
- Có thể bỏ qua tính toán đối với cốt thép thƣờng. Khi đó: de = pd
Kiểm tra hàm lƣợng cốt thép tối thiểu:
- Bất kì một mặt cắt nào của cấu kiện chịu uốn, lƣợng cốt thép thƣờng và cốt thép ứng
suất trƣớc chịu kéo phải đủ để phát triển sức kháng uốn tính toán Mr. Lấy giá trị nhỏ hơn
trong 2 giá trị sau:
+ 1.33 lần mômen uốn tính toán theo tổ hợp tải trọng TTGHCĐ1
Mn ≥ 1.33Mu
+ 1.2 lần sức kháng nứt Mcr xác định trên cơ sở phân bố ứng suất đàn hồi và cƣờng độ
chịu kéo khi uốn fr của bê tông theo quy định.
crn MM 2.1
Trong đó: )( dper
t
cr fff
y
I
M (Handbook-C10)
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 264 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
Mcr : sức kháng nứt (KN.m)
- fr : cƣờng độ chịu kéo khi uốn của bê tông (Mpa)
Mpa454.45063.0'63.0 Cr ff = 4454 KN/m
2
- fd : ứng suất do tải trọng bản thân tính theo trạng thái giới hạn sử dụng tại thớ mà ứng
suất kéo gây ra bởi các tải trọng ngoài (Mpa).
bd y
I
M
f
- fpe : ứng suất nén trong bê tông do ứng suất nén trƣớc có hiệu (Mpa)
b
psps
g
psps
pe y
I
efA
A
fA
f
- Ag, I : diện tích và mô men quán tính của tiết diện (m
2
, m
4
)
- Aps : diện tích cốt thép ứng suất trƣớc (m
2
)
- yt, yb : khoảng cách từ thớ nén, kéo ngoài cùng đến trục trung hoà.(m)
- : hệ số sức kháng đƣợc lấy theo điều 5.5.4.2; =1.0
- Kết quả kiểm toán đƣợc đƣa ra ở bảng sau:
Kiểm tra hàm lượng cốt thép
Tiết A I yd yt fr fd fpe Mcr 1.2Mcr 1.33Mu
Diện (mm2) (mm4) (mm) (mm) (MPa) (Mpa) (Mpa) (Nm) (Nm) (Nm)
3 7.79E+06 7.53E+12 1750 950 4.455 5.73 -24.35 -2.03E+11 -2.44E+11 8.56E+10
17 1.41E+07 7.22E+13 2980 2820 4.455 9.62 -25.13 -7.76E+11 -9.31E+11 4.36E+11
31 7.76E+06 7.41E+12 1770 930 4.455 5.89 -15.12 -1.32E+11 -1.58E+11 4.09E+10
Tiết diện min(1.2Mcr,1.33Mu)
Mr
Mr>min
c/de c
de
c <0.42
(KNm) (m)
3 8.56E+10 1.13E+11 Đạt 0.06 159.348 Đạt
17 4.36E+11 7.25E+11 Đạt 0.07 398.881 Đạt
31 4.09E+10 6.36E+10 Đạt 0.04 102.804 Đạt
V.4.2.3. Kiểm toán sức kháng cắt của tiết diện
Lực cắt đối với các tiết diện giữa nhịp (2, 17, 31)
Kiểm toán theo công thức: nu VV
Trong đó: Vu : lực cắt tại tiết diện kiểm toán, lấy theo TTGH cƣờng độ 1
: hệ số sức kháng cắt đƣợc xác định theo điều 5.5.4.2.1, =0.9
Vn : sức kháng cắt danh định đƣợc xác đinh theo quy định ( điều 5.8.3.3)
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 265 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
pvvc
ps c
V db0.25f
V V V
minnV
Với :
vvcc dbfV '083.0 (5.8.3.3-3)
s
ggfdA
V
yvv
s
sin)cot(cot
(5.8.3.3-4)
Trong đó:
bv : Bề rộng bụng có hiệu lấy bằng bề rộng bụng nhỏ nhất trong chiều cao dv (mm)
dv : Chiều cao chịu cắt có hiệu đƣợc xác định theo điều 5.7.2.8 (mm)
s: Cự li cốt thép đai (mm), đƣợc chọn dựa trên tính toán chịu lực cắt và yêu cầu về
cấu tạo, lấy giá trị nhỏ hơn của h/3 và 300mm,( đối với đoạn gần gối có lực cắt lớn)
: Hệ số chỉ khả năng của bê tông bị nứt chéo truyền lực kéo đƣợc qui định trong
điều 5.8.3.4
: Góc nghiêng của ứng suất nén chéo đƣợc xác đinh theo điều 5.8.3.4 (độ).
: Góc nghiêng của cốt thép ngang đối với trục dọc (độ). Cốt đai thẳng đứng, = 90.
Av: Diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s (mm
2
)
y
v
cv
f
sb
fA ,083.0(min)
pV : Thành phần lực ứng suất trƣớc có hiệu trên hƣớng lực cắt tác dụng, là dƣơng nếu
ngƣợc chiều lực cắt(N).
Tính pV , có công thức tính toán :
n
i
ipstrp SinfAV
1
.
Trong đó: Astr: diên tích thép ứng suất trƣớc trên mặt cắt ngang của tiết diện tính toán.
pf : ứng suất trong cáp sau mất mát, giá trị ứng với mỗi mặt cắt.
i : góc lệch của cáp i so với phƣơng ngang, bằng độ dốc mặt cầu và có giá trị
rất nhỏ nên trong tính toán coi nhƣ =0
Vậy giá trị pV có thể bỏ qua trong tính toán.
Tính dv và bv :
- Chiều cao chịu cắt dv (mm):
+ Chiều cao chịu cắt có hiệu lấy bằng cự ly đo thẳng góc với trục trung hoà giữa hiệu ứng
lực do kéo và nén do uốn, tức là:
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 266 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
2
72.0
9.0
max
a
d
h
d
d
e
e
v
với a = 1.c là chiều dày khối ứng suất tƣơng đƣơng
- 1 :đã tính ở phần tính chất vật liệu, 1 = 0.6928.
- de :chiều cao làm việc của dầm (đã qui đổi)
- Bề rộng chịu cắt có hiệu của tiết diện bv lấy bằng chiều dày bản bụng tiết diện qui đổi.
Kết quả tính toán nhƣ sau:
Tiết diện
0.9de
(mm)
0.72h
(mm)
de-0.5a
(mm)
dV
(mm)
bV
(mm)
0.25f’c bVdV
(KN)
3 2295 1944 2494.80 2495 1000 31185021
17 5058 4176 5481.83 5482 1000 68522845
31 2295 1944 2514.39 2514 1000 31429858
Xác định và .
Để xác định đƣợc và ta phải thông qua các giá trị sau v/f’c và x
- Xác định tỷ số: v/f’c
V: ứng suất cắt trong bê tông, đƣợc tính theo công thức:
vv
pu
db
VV
v
..
.
- : hệ số sức kháng cắt quy định trong Điều 5.5.4.2
- Vu : lực cắt tính toán (KN)
Do V max
Tiết
diện
Vu
(KN)
bV
(mm)
dV
(mm)
v
(MPa) cf
v
'
3 79220 1000 2495 0.7 0.05 0.001
17 11899730 1000 5482 0.7 3.10 0.062
31 1142820 1000 2514 0.7 0.65 0.013
Do V min
Tiết diện
Vu
(KN)
bV
(mm)
dV
(mm)
v
(MPa) cf
v
'
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 267 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
3 1434580 1000 2495 0.7 0.82 0.016
17 10753620 1000 5482 0.7 2.80 0.056
31 489940 1000 2514 0.7 0.28 0.006
Ứng biến trong cốt thép ở phía chịu kéo do uốn của cấu kiện xác định theo :
- Xác định x : Ta có 002.0
cot5.0
pspss
popsu
v
u
x
AEAE
fAgV
d
M
Ứng biến trong cốt thép ở phía chịu kéo do uốn của cấu kiện xác định theo :
Trong đó:
- Aps : Diện tích cốt thép ƣst trong phía chịu kéo uốn của cấu kiện (m
2
)
- Mu : Mô men tính toán (N-mm)
- Nu : Lực dọc trục tính toán (N)
- Vu : Lực cắt tính toán (N)
- Es : Môđun đàn hồi của cốt thép không ƣst (KN/m
2
)
- Ep : Môđun đàn hồi của cốt thép ƣst (KN/m
2
)
- As : Diện tích cốt thép không ƣst (KN/m
2
)
- fpo : ứng suất trong thép ƣst khi ứng suất trong bê tông xung quanh bằng 0 (KN/m
2
)
c
p
pcpepo
E
E
fff
- fpe : ứng suất có hiệu trong thép ƣst sau mất mát.
- fpc: ứng suất trong BT tại trọng tâm các bó cáp do lực ỨT sau tất cả mất mát:
A
F
f pc
Do tại mặt cắt có nhiều bó cáp, mất mát ứng suất không đều nhau, trong tính toán có thể giả
thiết mất mát ứng suất lấy giá trị trung bình cộng của các bó cáp. Khi đó:
)(
1
pTpjpe ff
n
f
- : Góc nghiêng của ứng suất nén chéo đƣợc xác đinh theo điều 5.8.3.4 (độ). Khi tính,
giả thiết trƣớc góc = 250= 25*3.14/180 = 0.436( rad), sau đó tính các giá trị để tra bảng
ngƣợc lại và , nếu 2 giá trị gần bằng nhau thì có thể chấp nhận đƣợc, nếu không thì
giả thiết lại.
Kết quả tính thể hiện ở các bảng sau:
Xác định fpo
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 268 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
Do Q max
Tiết diện
F
(KN)
A
(m
2
)
fpc
(KN/m
2
)
fpe
(KN/m
2
)
Ep
(KN/m
2
)
Ec
(KN/m
2
)
fpo
(KN/m
2
)
3 1133813.72 7.65E+06 0.15 1245613.72 197000 35750 1245614.54
17 1028941.56 1.38E+07 0.07 1140741.56 197000 35750 1140741.97
31 1117973.44 7.68E+06 0.15 1229773.44 197000 35750 1229774.24
Do Q min
Tiết diện
F
(KN)
A
(m
2
)
fpc
(KN/m
2
)
fpe
(KN/m
2
)
Ep
(KN/m
2
)
Ec
(KN/m
2
)
fpo
(KN/m
2
)
3 1221537.49 7.65E+06 0.16 1325622.62 197000 35750 1325623.50
17 1162220.70 1.38E+07 0.08 1263096.43 197000 35750 1263096.90
31 1174981.83 7.68E+06 0.15 1278861.24 197000 35750 1278862.09
Xác định x
Do Q max
Tiết
diện
Mu
(kNm)
dV
(mm)
Vu
(kN)
rad)
Aps
(mm
2
)
fpo
(kN/m
2
)
x
3 6.43E+10 2494.80 7.92E+04 0.436 26600 1245614.54 -0.12
17 -3.27E+11 5481.83 1.19E+07 0.436 76440 1140741.97 -0.17
31 -3.08E+10 2514.39 1.14E+06 0.436 15960 1229774.24 -0.07
Do Q min
Tiết
diện
Mu
(kNm)
dV
(mm)
Vu
(kN)
(rad)
Aps
(mm
2
)
fpo
(kN/m
2
)
x
3 6.43E+10 2494.80 1434580.00 0.436 26600 1325623.505 -0.02
17 -3.27E+11 5481.83 10753620.00 0.436 76440 1263096.896 -0.04
31 -3.08E+10 2514.39 489940.00 0.436 15960 1278862.087 -0.01
Xác định và : Do Q max
x v /f
’
c
-0.0028 0.0009 7 25
-0.0056 0.0620 6.6 24.3
-0.0030 0.0130 7 25
Do Q min
x v /f
’
c
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 269 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
-0.0035 0.016 7 25
-0.0065 0.056 6.8 24.5
-0.0038 0.006 7 24.8
Tính Vc và Vs
Chọn thép ngang là thanh 25 có 2 lớp trên một sƣờn có diện tích Av = 503 mm
2, cự ly giữa
các thanh thép ngang là s = 200 mm.
Dựa vào kết quả tính các thông số thành phần để tính Vc và Vs.
vvcc dbfV '083.0 (5.8.3.3-3)
s
ggdfA
V
vyv
s
sincotcot
(5.8.3.3-4)
Kết quả tính toán nhƣ sau:
Do Q max
Tiết
diện
AV
mm
2
fy
MPa
dV
mm
bV
mm
rad
rad
s
mm
Vs
KN
Vc
KN
3 628.4 1674 2495 1000 1.57 0.436 200 2.82E+07 1.01E+06
17 628.4 1674 5482 1000 1.57 0.436 200 6.19E+07 2.23E+06
31 628.4 1674 2514 1000 1.57 0.436 200 2.84E+07 1.02E+06
Do Q min
Tiết
diện
AV
mm
2
fy
MPa
dV
mm
bV
mm
rad
rad
s
mm
Vs
KN
Vc
KN
3 628.4 1674 2494.8 1000 1.57 0.436 200 2.82E+07 1.01E+06
17 628.4 1674 5481.8 1000 1.57 0.436 200 6.19E+07 2.23E+06
31 628.4 1674 2514.4 1000 1.57 0.436 200 2.84E+07 1.02E+06
V.4.2.4. Tính sức kháng danh định của tiết diện .
Theo công thức đã nêu ở trên để tính Vn.
pvvc
psc
n
Vdbf
VVV
V
'25.0
min
Kiểm tra theo công thức :
nu VV
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 270 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
Do Q max
Tiết
diện
Vc
(KN)
Vs
(KN)
Vc+Vs+Vp
(KN)
0.25f’cbVdV
(KN)
Vn
(KN)
Vn
(KN)
VU
(KN)
VU <
VN
3 1.01E+06 2.82E+07 2.92E+07 3.12E+07 2.92E+07 2.63E+07 7.92E+04 Đạt
17 2.23E+06 6.19E+07 6.41E+07 6.85E+07 6.41E+07 5.77E+07 1.19E+07 Đạt
31 1.02E+06 2.84E+07 2.94E+07 3.14E+07 2.94E+07 2.65E+07 1.14E+06 Đạt
Do Q min
Tiết
diện
Vc
(KN)
Vs
(KN)
Vc+Vs+Vp
(KN)
0.25f’cbVdV
(KN)
VN
(KN)
VN
(KN)
VU
(KN)
VU <
VN
3 1.01E+06 2.82E+07 2.92E+07 3.12E+07 2.92E+07 2.63E+07 1.43E+06 Đạt
17 2.23E+06 6.19E+07 6.41E+07 6.85E+07 6.41E+07 5.77E+07 1.08E+07 Đạt
31 1.02E+06 2.84E+07 2.94E+07 3.14E+07 2.94E+07 2.65E+07 4.90E+05 Đạt
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 271 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
XVI. CHƯƠNG V:
TÍNH TOÁN TRỤ CẦU
Tên trụ tính toán: T1
Loại trụ thân đặc bêtông cốt thép không dự ứng lực, trên nền móng cọc khoan nhồi.
Quy trình tính toán: theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05
I. Kích thƣớc hình học của trụ.
25
00
3000
15
00
30
00
800014000
80
00
2x
30
00
=
60
00
1000 4x3000=12000
14000
18
50
0
50
0
25
00
5500
18
50
0
D=1 m
II. Tải trọng và các tổ hợp tải trọng.
*Tải trọng
Trong phạm vi đồ án, phần tính toán trục cầu xem xét đến các loại tải trọng sau:
Tải trọng kết cấu phần trên DC1
Tải trọng lớp phủ mặt cầu DW
Tải trọng lan can DB
Tải trọng bản thân trụ DC
Tải trọng hoạt tải xe thiết kế LL
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 272 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
Tải trọng bộ hành PL
Lực xung kích M
Lực hãm xe BR
Tải trọng gió WS
Lực va tàu CV
Áp lực nƣớc WA
*Tổ hợp tải trọng
Tổ hợp tải trọng xem xét đến các tổ hợp tải trọng với các hệ số tải trọng sau:
TTGH
Hệ số tải trọng i
DC LL , BR , PL DW WA WS WL CV
Cƣờng độ I 1.25 1.75 1.50 1.00
Sử dụng 1.00 1.00 1.00 1.00 0.30 1.00
III. Xác định các tải trọng tác dụng lên trụ.
Tính toán tải trọng tác dụng lên 2 mặt cắt: đỉnh và đáy bệ móng.
III.1. Tĩnh tải tác dụng lên trụ
Tĩnh tải tác dụng lên trụ có thể chia thành các tải trọng nhƣ sau:
a) Tĩnh tải phần 1:
Tĩnh tải nhịp phần 1 bao gồm trọng lƣợng bản thân của toàn bộ kết nhịp dầm. (DC1)
Giá trị này ta lấy kết quả xuất từ MIDAS (reaction) tại vị trí trụ.
NDC1 = 26084.1 (KN).
b) Tĩnh tải phần 2:
Tĩnh tải nhịp phần 2 bao gồm toàn bộ trọng lƣợng bản thân của các lớp phủ mặt cầu, lan
can, cũng nhƣ một số thiết bị, công trình phục vụ trên cầu. (DW và DB)
Giá trị này ta lấy kết quả xuất từ MIDAS (reaction) tại vị trí trụ.
NDW = 2708.9 (KN).
NDB = 1048.7 (KN).
c) Tĩnh tải bản thân trụ DC:
Bao gồm toàn bộ tải trọng bản thân của kết cấu trụ cũng nhƣ của bệ móng.
Công thức xác định: Pi = Vi i
Trong đó:
+ Pi : tải trọng bản thân thành phần thứ i của trụ
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 273 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
+ Vi : thể tích khối thành phần thứ i của trụ
+ i : trọng lƣợng riêng tƣơng ứng thành phần thứ i.
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 274 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
Bảng tính tĩnh tải các thành phần trụ
STT Hạng mục
Thể tích
(m
3
)
Trọng lƣợng
(KN)
Lực tác dụng (KN)
Tại đỉnh
bệ móng
Tại đáy
Bệ móng
1 Bệ trụ 280 6720 0 6720
2 Thân trụ 385.85 9260.4 9260.4 9260.4
3 Đá kê gối cầu 0.40 9.6 9.6 9.6
Tổng cộng DC 666.25 15990 9270 15990
III.2. Hoạt tải tác dụng lên trụ
a) Theo phƣơng dọc cầu. Gồm :
- Tải trọng ngƣời: qng= 3x1.5=4.5 KN/m
2
- Hoạt tải xe HL93
Để tính toán phản lực tại gối ta chạy MIDAS và lấy giá trị Reaction tại gối ta đang xét.
* Đƣờng ảnh hƣởng phản lực do tải trọng ngƣời:
4.5KN/M2
* Đƣờng ảnh hƣởng phản lực do tải trọng 2 xe 3 trục:
145 145145 145 3535
Số làn thiết kế. . n = 2
+ Giá trị hoạt tải xe HL93 trên đỉnh trụ :.........NLL = 2828 (KN).
Giá trị tải trọng ngƣời :...Nlan = 650.2 (KN).
Tổng tải tác dụng lên trụ do hoạt tải :.........N = 3478.2 (KN).
b) Theo phƣơng ngang cầu
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 275 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
0.45 KN/m2
7
2
.5
k
n
7
2
.5
k
n
7
2
.5
k
n
7
2
.5
k
n
4750
1150
1300
12500
1500
Trọng tâm của xe cách tim cầu là: 1.30 m, trọng tâm của tải trọng làn cách tim cầu 1.15 m
Trọng tâm của hoạt tải cách tim cầu là
7.51.35.724
15.17.51.33.15.724
1.29 m.
Trọng tâm tải trọng ngƣời cách tim cầu là : 4.75 m
III.3. Tải trọng hãm xe:
- Đƣợc lấy theo điều 3.6.4 (22TCN 272-05)
- Lực hãm xe đựơc truyền từ kết cấu trên xuống trụ qua gối đỡ. Tuỳ theo từng loại gối cầu
và dạng liên kết mà tỉ lệ truyền của lực ngang xuống trụ khác nhau. Do các tài liệu tra cứu
không có ghi chép về tỉ lệ ảnh hƣởng của lực ngang xuống trụ nên khi tính toán, lấy tỉ lệ
truyền bằng 100%.
- Lực hãm đƣợc lấy bằng 25% trọng lƣợng của các trục xe tải hay xe hai trục thiết kế cho
mỗi làn đƣợc đặt trong tất cả các làn thiết kế đƣợc chất tải theo điều 3.6.1.1.1 và coi nhƣ đi
cùng một chiều. Các lực này đƣợc coi nhƣ tác dụng theo chiều nằm ngang cách phía trên mặt
đƣờng 1800mm theo cả hai chiều dọc để gây ra hiệu ứng lực lớn nhất. Tất cả các làn thiết kế
phải đƣợc chất tải đồng thời đối với cầu.
- Phải áp dụng hệ số làn quy định trong điều 3.6.1.1.2
iPBR 25.0
Trong ®ã :
- BR :lùc h·m xe.
- Pi : t¶i träng trôc cña xe 3 trôc.
- Vậy lực hãm xe nằm ngang cách phía trên mặt đƣờng : hBR = 1.8m
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 276 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
- ChiÒu cao mÆt ®-êng so víi ch©n trô vµ ®¸y mãng : 18.5 m vµ 21.0 m.
- KÕt qu¶ tÝnh to¸n nh- sau:
- Lực hãm xe : BR = 0.25x(35+145+145)x100% = 146.25(KN)
- Lùc ngang g©y ra do h·m xe : Hd = 0.25x2( 35+145+145)x100% =146.25 KN
- M« men do h·m xe g©y ra t¹i ch©n trô : Md1 = 146.25x(18.5+1.8) = 2968.88 KN
- M« men do h·m xe g©y ra t¹i ®¸y mãng : Md2 = 146.25x(21.0+1.8) = 3334.5 KN
Kết quả tính toán nhƣ sau:
Tiết diện Chân trụ Bệ móng
h(m) 18.5 21.0
Hd 146.25 146.25
Mx 2968.88 3334.5
III.4. Lực va tàu (CV)
8500
15
00
14000
50
0
25
00
5500
18
50
0
Vị trí đặt lực va
- Theo nhiệm vụ thiết kế, cấp đƣờng sông : cấp II
- Theo quy trình 22TCN – 272-05 ( điều 3.14) và dựa vào cấp sông, tra bảng 3.14.2-1 để có
tải trọng tàu thiết kế. Loại tàu tự hành 300DWT
- Tra vận tốc tàu thiết kế theo bảng (3.14.3-1): V = 2.5+Vs = 2.5+1.4 = 3.9 m/s.
Theo 3.14.11.1, để tính ổn định tổng thể, lực va thiết kế đƣợc coi là một lực tập trung tác
dụng lên kết cấu phần dƣới ở mức nƣớc cao trung bình hằng năm. Giá trị của lực này theo
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 277 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
phƣơng thẳng góc với trụ lấy 100% Ps, với phƣơng ngang trụ lấy 50% Ps. Trong đó , Ps tính
bằng công thức :
DWTVPs
5102.1
trong đó :
- Ps : là lực va tĩnh tƣơng đƣơng (N)
- DWT : là tấn tải trọng của tàu.(Mg)
- V : là vận tốc va tàu. (m/s)
- Lùc va tÇu theo ph-¬ng däc cÇu th¼ng gãc víi trô : Hy = Ps = 8106KN
- Lùc va tÇu theo ph-¬ng ngang cÇu : Hx = 0.5xPs = 4053 KN.
- M« men do va th¼ng t¹i tiÕt diÖn ch©n trô : My = 10x8106 =81060KN
- M« men do va ngang t¹i tiÕt diÖn ch©n trô: Mx = 10 x4053= 40530KN
- M« men do va th¼ng t¹i tiÕt diÖn ®¸y mãng : My = 12.5 x 8106=101325KN
- M« men do va ngang t¹i tiÕt diÖn ®¸y mãng : Mx = 12.5 x4053= 50662.5KN
Tiết diện Chân trụ Bệ móng
h(m) 10 12.5
Hy 8106 8106
Hx 4053 4053
My 81060 101325
Mx 40530 50662.5
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 278 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
III.5. Tải trọng gió (WL,WS)
MNTC=-10.0
12500
5500 1500
1
.8
m
giã trªn
ho¹t t¶i
xe
giã trªn lan can
giã trªn
kÕt cÊu nhÞp
giã trªn
th©n trô
¸p lùc
dßng ch¶y
1
0
0
0
0
8
9
0
0
Mô phỏng tải trọng gió tác động lên công trình
Theo điều 3.8.1.1 quy trình 22TCN-272-05
Tốc độ gió thiết kế V phải đƣợc xác định theo công thức:
V = VB.S
Trong đó:
VB : Vùng tính gió theo TCVN 2737 – 1995 là vùng II tốc độ gió lấy VB = 45 m/s
S : Hệ số điều chỉnh với khu đất chịu gió và độ cao mặt cầu theo quy định, tra bảng
3.8.1.1-2
Tra S = 1.09 với khu vực mặt thoáng nƣớc, độ cao mặt cầu so với mặt nƣớc là 10 m.
Vậy ta có tải trọng gió thiết kế là:
V = 1.09 x 45 = 49.05 m/s
Tải trọng gió theo phƣơng ngang cầu:
Tải trọng gió đƣợc đặt tại trọng tâm diện tích bề mặt chắn gió. Tính theo công thức :
P = 0.0006.V
2
.At.Cd 1.8At (KN) (3.8.1.2.1-1)
Trong đó :
- V : Tốc độ thiết kế xác định theo phƣơng trình 3.8.1.1-1 (m/s), đã tính ở trên.
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 279 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
- At : diện tích của kết cấu hay cấu kiện phải tính tải trọng gió ngang (m
2).Trong đồ án ,
diện tích tính gió là lan can, hai bên cánh hẫng, diện tích trụ lớn nhất lộ trên mặt nƣớc.
- Cd : Hệ số cản, tra theo hình 3.8.1.2.1.1 có tính chiết giảm cho phần kết cấu sƣờn nghiêng
8
0
theo quy định của phần chú giải.
- Tỷ số b/d của phần kết cấu trên
Với : b = chiều rộng toàn bộ của cầu giữa các bề mặt lan can =12.5m
d = chiÒu cao kÕt cÊu phÇn trªn bao gåm c¶ lan can ®Æc nÕu cã (mm )=6.85 m
d
b
=
85.6
5.12
= 1.82
- Diện tích chắn gió của lan can:
Alc = (L1+L2). 0.5. hlc
hlc - Chiều cao của lan can, hlc = 1.05 (m)
=> Alc = (70 + 110) x 0.5 x 1.05 = 89.25 (m
2
)
- Diện tích chắn gió của kết cấu nhịp :Anhịp = (L1. h1 + L2. h2). 0.5
L1, L2 - Chiều dài của nhịp 70 (m) và 110 (m)
h1 = ( 5.8+2.7)/2 = 4.25(m) ; h2 = 4.25 (m)
=>Anhịp = (70+110) x 4.25 x 0.5 = 361.25 (m
2
)
- Diện tích phần trụ cao hơn mực nƣớc: Atrụ = H.B
Với B: chiều rộng trụ theo phƣơng dọc cầu (quy đổi về hình HCN) B = 6.17 m
Atrụ = 6.3 * 6.17 = 38.871 (m
2
)
Bảng tính toán tải trọng gió ngang tác dụng
Bộ phận
At
Cd
1.8*At P = 0.0006*V
2
*At*Cd P 1.8*At
m
2
KN KN KN
Kết cấu nhịp 361.25 1.71 650.25 891.72 Đạt
Lan can 89.25 1.71 160.65 220.31 Đạt
Thân trụ 38.87 1.71 69.96 95.95 Đạt
Tải trọng gió theo phƣơng dọc cầu:
Theo quy trình, trong tính toán tải trọng gió tác dụng lên mố, trụ mà kết cấu phần trên là
dạng giàn hay kết cấu khác có bề mặt cản gió lớn song song với tim dọc của kết cấu nhịp, thì
phải xét tới tải trọng gió dọc.
Tuy nhiên trong trƣờng hợp này, cầu thiết kế không thuộc các dạng trên nên không xét
tới tải trọng gió dọc.
Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ (WL)
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 280 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
Theo quy định của điều 3.8.1.3 của quy trình 22TCN 272-05, khi xét tổ hợp tải trọng
cƣờng độ III, phải xét tải trọng gió tác dụng vào cả kết cấu và xe cộ. Phải biểu thị tải trọng
ngang của gió lên xe cộ bằng tải trọng phân bố 1.5 KN/m, tác dụng theo hƣớng nằm ngang,
ngang với tim dọc kết cấu và đặt ở cao độ 1800mm so với mặt đƣờng. Phải biểu thị tải trọng
gió dọc lên xe cộ bằng tải trọng phân bố 0.75KN/m tác dụng nằm ngang, song song với tim
dọc kết cấu và đặt ở cao độ 1800mm so với mặt đƣờng.
+ Giá trị tải trọng gió tác dụng lên xe cộ theo phƣơng ngang cầu:
WLngang = 1.5x75 = 112.5 (KN)
+ Giá trị tải trọng gió tác dụng lên xe cộ theo phƣơng dọc cầu:
WLdọc = 0.75x75 = 56.25 (KN)
III.6. Tải trọng nƣớc:
Lực đẩy nổi của nƣớc B đƣợc tính theo công thức: B= - nV.
Trong đó:
+ : là dung trọng riêng của nƣớc
+ Vn : là thể tích phần trụ ngập trong nƣớc
Bảng tính toán áp lực đẩy nổi
Hạng mục Kí hiệu Giá trị Đơn vị
Tính tại mặt cắt đỉnh bệ móng
Thể tích phần trụ ngập nƣớc V01 187.877 m
3
áp lực đẩy nổi B1 -1843.068 KN
Tính tại mặt cắt đáy bệ móng
Thể tích phần trụ ngập nƣớc V02 266.40 m
3
áp lực đẩy nổi B2 -2613.384 KN
Lực ma sát (FR)
Lực do ma sát chung gối cầu phải đƣợc xác định trên cơ sở các giá trị cực đại của các hệ số
ma sát giữa các mặt trƣợt. Khi thích hợp cần xét đến các tác động của độ ẩm và khả năng
giảm phẩm chất hoặc nhiễm bẩn của mặt trƣợt hay xoay đối với hệ số ma sát. Và trong các tổ
hợp thì không thể lấy đồng thời tải trọng hãm và lực ma sát mà phải lấy giá trị lớn hơn, tuy
nhiên ở trụ T1 có đặt gối cố định với giả thiết là lực hãm sẽ truyền xuống trụ theo tỷ lệ 100%
nên trong tinh toán coi nhƣ lực ma sát không đáng kể.
III.7. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên trụ.
Ta xét với 2 tiết diện :
- Tiết diện chân trụ ngàm vào bệ móng ( Tiết diện II )
- Tiết diện đáy bệ móng ( Tiết diện III)
Ta có bảng tổ hợp tải trọng tác dụng lên trụ nhƣ sau:
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 281 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
Bảng tải trọng tính tới mặt cắt đỉnh bệ móng
STT Tải trọng
N Dọc cầu (KN) Ngang cầu(KN)
(KN)
NX
(KN)
Z1
(m)
MY
(KNm)
NY
(KN)
Z1
(m)
MX
(KNm)
1 Tĩnh tải bản thân trụ DC1 9270
2
Tĩnh tải kết cấu nhịp +lan
can DC2 27132.8
3
Tĩnh tải lớp phủ + tiện ích
DW 2708.9
4 Hoạt tải LL+WL 3478.2 1.29 4486.87
5a 2 làn ngƣời bộ hành PL 650.2
5b 1 làn ngời bộ hành PL 325.1 4.75 1544.22
6a
Tải trọng gió trên xe cộ
WL 56.25 26.5 1490.62 112.5 26.5 2981.25
6b Tải trọng gió ngang WS1
6c Gió tác dụng lên lan can 220.3 25.75 5672.72
6d
Gió tác dụng lên kết cấu
nhịp 891.7 24.7 22024.99
6e Gió tác dụng lên thân trụ 95.95 8.9 853.96
6f Tải trọng gió dọc WS2
7 Lực hãm xe BR 146.25 18.5 2968.88
8 Lực va tàu CV 8106 10 81060 4053 10 40530
9 áp lực đẩy nổi WA -1843.07
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 282 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
Tổ hợp tải trọng tính tới mặt cắt đỉnh bệ móng
Tổ hợp
N NX
MY (KNm
NY
(KN)
MX
(KNm) (KN) (KN)
TTGHCĐ I
1.25(1) + 1.25(2) +
1.5(3)+1.75(4) +1.75(5a) +
1.75(7)
(I)
55322.75 255.93 5195.54 0 7852.00
1.25(1) + 1.25(2) +
1.5(3)+1.75(4) +1.75(5b) +
1.75(7)
(II)
54753.82 255.93 5195.54 0 10554.40
(1) + (2) + (3)+1 (4) + (5a) +
0.3(6a) + 0.3(6b) +0.3(6c) +
0.3(6d) + 0.3(6e) +0.3(6f) +
(7)+(9)
(I) 37909.13 163.125 3458.25 396.144 13989.92
1. (1) + (2) + (3)+1 (4) + (5b)
+ 0.3(6a) + 0.3(6b) +0.3(6c)
+ 0.3(6d) + 0.3(6e) +0.3(6f) +
(7)+(9)
(II) 37584.03 163.125 3458.25 396.144 15534.14
Bảng tải trọng tính tới mặt cắt đáy bệ móng
STT Tải trọng
N Dọc cầu (KN) Ngang cầu(KN)
(KN)
NX
(KN)
Z1
(m)
MY
(KNm)
NY
(KN)
Z1
(m)
MX
(KNm)
1 Tĩnh tải bản thân trụ DC1 15990
2
Tĩnh tải kết cấu nhịp +lan
can DC2 27132.8
3
Tĩnh tải lớp phủ + tiện ích
DW 2708.9
4 Hoạt tải LL+WL 3478.2 1.29 4486.87
5a 2 làn ngời bộ hành PL 650.2
5b 1 làn ngời bộ hành PL 325.1 4.75 1544.23
6a Tải trọng gió trên xe cộ WL 56.25 29 1631.25 112.5 29 3262.5
6b Tải trọng gió ngang WS1
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 283 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
6c Gió tác dụng lên lan can 220.31 28.25 6223.75
6d Gió tác dụng lên kết cấu nhịp 891.72 27.2 24254.78
6e Gió tác dụng lên thân trụ 95.95 11.4 1093.83
6f Tải trọng gió dọc WS2
7 Lực hãm xe BR 146.25 18.5 2968.88
8 Lực va tàu CV 8106 12.5 101335 4053 12.5 50662.5
9 áp lực đẩy nổi WA -2613.4
Tổ hợp tải trọng tính tới mặt cắt đáy bệ móng
Tổ hợp
N NX
MY (KNm NY(KN)
MX
(KNm) (KN) (KN)
TTGHCĐ I
1.25(1) + 1.25(2) +
1.5(3)+1.75(4) +1.75(5a) +
1.75(7)
(I) 63191.55 255.93 5195.54 0 7852.00
1.25(1) + 1.25(2) +
1.5(3)+1.75(4) +1.75(5b) +
1.75(7)
(II)
5195.54 0 10554.40 62622.63 255.93
(1) + (2) + (3)+1 (4) + (5a) +
0.3(6a) + 0.3(6b) +0.3(6c) +
0.3(6d) + 0.3(6e) +0.3(6f) +
(7)+(9)
(I) 43869.3 163.125 3458.25 396.144 14908.51
1. (1) + (2) + (3)+1 (4) + (5b)
+ 0.3(6a) + 0.3(6b) +0.3(6c)
+ 0.3(6d) + 0.3(6e) +0.3(6f) +
(7)+(9)
(II) 43544.2 163.125 3458.25 396.144 16452.75
IV. Kiểm toán trụ
Vật liệu sử dụng:
Bêtông 300#, f’c = 30 MPa.
Thép CIII, fy = 420 MPa.
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 284 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
Đƣờng kính thanh cốt thép D = 25mm.
Chiều dày lớp bêtông bảo vệ : 100 mm
IV. 1. Chọn mặt cắt tính toán
Mặt cắt tính toán là vị trí nguy hiểm nhất trong quá trình làm việc
+ Chọn mặt cắt đáy thân trụ để kiểm toán trụ
+ Chọn mặt cắt đáy móng để xác định nội lực lên đầu cọc
IV.2. Kiểm tra tiết diện
V. 2.1. Kiểm tra độ mảnh của thân trụ
Mặt cắt ngang trụ T1 nhƣ sau:
Kích thước mặt cắt ngang thân trụ ( đơn vị ghi mm)
Diện tích mặt cắt ngang thân trụ T1: A = 21.595 m2
Mômen quán tính theo phƣơng x: Ix = 22.045 m
4
Mômen quán tính theo phƣơng y: Iy = 68.508 m
4
Bán kính quán tính theo phƣơng x: 010.1
595.21
045.22
A
I
r xx
Bán kính quán tính theo phƣơng y: 781.1
595.21
508.68
A
I
r
y
y
Tính trụ là 1 thanh có một đầu ngàm và một đấu tự do khi chịu nén uốn theo phƣơng x.
- Lu : Chiều dài tự do của trụ : Lu = 18.5 m
2238.10
781.1
5.181
y
u
r
KL
[5.7.4.3]
Trong đó: + K: hệ số độ dài hữu hiệu
+ Lu : chiều cao trụ
vậy đảm bao không phải xét đến hiệu ứng độ mảnh theo phƣơng x
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 285 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
Tính trụ nhƣ một thanh có một đầu ngàm và một đầu khớp khi chịu nén uốn theo phƣơng
y.
2231.18
010.1
5.181
x
u
r
KL
Vậy đảm bao không phải xét đến hiệu ứng độ mảnh theo phƣơng y.
IV.2.2. Giả thiết cốt thép trụ:
Trong ‘Thiết kế KC BTCT theo tiêu chuẩn ACI’ trang 517 cho rằng vùng hiệu quả nhất của
t là từ 1-2%, trong đó t là tỉ lệ cốt thép trong tiết diện cột. Nhƣng vì trụ cầu chịu tải trọng
và mô men uốn lớn, do đó ta giả thiết lƣợng cốt thép trong trụ lấy t = 0.015
Nhƣ vậy diện tích cốt thép trong trụ là :
32392521595000015.0gtst AA mm
2
Bố trí cốt thép theo cả hai phƣơng ta chọn đƣờng kính cốt thép là 25
Số lƣợng thanh cốt thép bố trí : n =
4
14.3
252
stA 057.165
4
14.3
25
323925
2
(thanh).
Chọn n = 166 thanh cốt thép D25
Chọn chiều dày lớp bảo vệ cốt thép là 10cm
Chọn cốt đai có đƣờng kính 16.
IV.2.3. Xđ tỉ số k/c giữa tâm của lớp thanh CT ngoài biên lên chiều dày toàn bộ cột.
XVI.1.2 A)Quy đổi tiết diện tính toán.
+ Tiết diện trụ chọn đƣợc bo tròn theo một bán kính bằng 1m, khi tính toán quy đổi tiết diện
về hình chữ nhật để gần với mô hình tính toán theo lý thuyết.
+ Cách quy đổi ra một hình chữ nhật có chiều rộng bằng chiều rộng trụ, chiều dài lấy giá trị
sao cho diện tích mặt cắt quy đổi bằng diện tích thực. Diện tích cốt thép theo 2 cạnh của tiết
diện quy đổi vẫn nhƣ cũ.
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 286 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
x x
y
y
12
3 4
5 6
6170
30
00
30
00
1500 5500 1500
Quy đổi tiết diện tính toán thân trụ (đơn vị mm)
a.B)Tính toán tỉ số khoảng cách tâm lớp thanh cốt thép đến biên ngoài:
Diện tích cốt thép theo hai cạnh tiết diện quy đổi vẫn nhƣ cũ.
Chọn lớp bảo vệ cốt thép là 50mm.
Khoảng cách từ mép tiết diện đến tim cốt thép là : 81.2 mm (50 mm khoảng cách bê tông
bảo vệ, 16 mm đƣờng kính cốt đai, 15.2 mm bán kính cốt chủ ).
Tỷ số khoảng cách tâm lớp thanh cốt thép đến biên ngoài là :
974.0
6170
2.8126170
954.0
3000
2.8123000
y
x
IV.2.4. Kiểm tra ứng suất trong bê tông theo TTGHSD.
Đối với mặt cắt đỉnh bệ móng trong TTGHSD ta cần kiểm tra điều kiện ứng suất và nứt
trong bê tông tại các đỉnh góc của tiết diện chữ nhật quy đổi. Vì cấu kiện trong trƣờng hợp
này là chịu nén uốn 2 chiều đồng thời, cho nên ở các vị trí đỉnh góc là nơi có ứng suất pháp
lớn nhất.
Theo điều 5.9.4 (22TCN 272 – 05) giới hạn ứng suất cho phép của bê tông đƣợc lấy nhƣ sau:
+ Đối với ứng suất nén: 0.4 fc
’
= 0.4 30 = 12 Mpa = 12000 KN/m
2
+ Đối với ứng suất kéo : không cho phép đối với trụ.
Công thức kiểm tra :
'.4,00 c
y
y
x
fx
I
M
y
I
Mx
A
N
f
Trong đó:
N, Mx , My : lần lƣợt là lực dọc, mômen theo phƣơng ngang cầu, dọc cầu tại vị trí
mặt cắt tính toán với tổ hợp tải trọng theo TTGHSD.
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 287 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
A, Ix , Iy lần lƣợt là diện tích, mômen quán tính theo phƣơng x, mômen quán tính
theo phƣơng y của tiết diện.
Kết quả tính toán thể hiện trong bảng dƣới.
Bảng kiểm tra ứng suất trong bê tông
STT
X
m
Y
m
A
m
2
Ix
m
4
Iy
m
4
N
KN
Mx
KNm
My
KNm
f
KN/m
2
0.4fc
KN/m
2
KT
1 3.09 1.50
5.41
22.04 68.51 37909.13 14908.51 5195.54 8621.07 12000
Đạt
2 3.09 1.50
5.41
22.04 68.51 37584.03 16452.75 5195.54 9066.08 12000
Đạt
IV.2.5. Kiểm toán trụ theo TTGHCĐ
a. Kiểm toán khả năng chịu nén thuần tuý
Công thức kiểm tra:
Pr ≤ Pn
Pn = 0.8[0.85f
'
c(Ag-Ast) + fyAst]
Trong đó :
- Pr : Sức kháng lực dọc trục tính toán có hoặc không có uốn (N)
- Pn : Sức kháng lực dọc trục danh định có hoặc không có uốn (N)
- fc' : Cƣờng độ qui định của bê tông ở tuổi 28 ngày, f’c = 30 Mpa = 30000 KN/m
2
- Ag : Diện tích nguyên của mặt cắt (mm
2
), Ag = 21.595 m
2
- Ast : Diện tích cốt thép trong trụ 323925.0stA m
2
- : Hệ số sức kháng qui định ở điều 5.5.4.2; 7.0
- fy : Giới hạn chảy của cốt thép, fy = 420 Mpa = 420000 KN/m
2
Pn= 323925.0420000323925.0595.213000085.08.0 = 542768.73 (KN).
Kết quả kiểm toán nhƣ sau:
Các
trƣờng hợp
TTGHCĐ I
(KN)
Pn
(KN)
Kiểm tra
( I ) 55322.75 488491.857 Đạt
( II ) 54753.82 488491.857 Đạt
b. Kiểm toán sức kháng nén của trụ theo uốn 2 chiều
Ta có : 0.1 *fc’* Ag = 0.1 x 30 x 21.595 x 1000 = 64785 (KN).
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 288 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
giá trị này lớn hơn tất cả các giá trị lực nén dọc trục Nz ở trong các tổ hợp ở TTGHCĐ, vì thế
công thức kiểm toán là :
0.1
rx
uy
rx
ux
M
M
M
M
(5.7.4.5-3)
Trong đó :
- Mux = Mx: Mô men tính toán tác dụng theo trục X (N.mm)
- Muy = My: Mô men tính toán tác dụng theo trục Y (N.mm)
- Mrx : Sức kháng tính toán đơn trục của tiết diện theo phƣơng X (N.mm)
- Mrx : Sức kháng tính toán đơn trục của tiết diện theo phƣơng Y (N.mm)
Xác định Mrx, Mry: sức kháng tính toán theo trục x,y (Nmm)
Mrx = . As . fy . (ds -
a
2
). Tƣơng tự với Mry
Trong đó:
= 0.9 với cấu kiện chịu uốn.
ds: khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tới mép ngoài cùng chịu nén (trừ đi lớp
bêtông bảo vệ và đƣờng kính thanh thép).
fy: giới hạn chảy của thép = 420 MPa.
As: bố trí sơ bộ rồi tính diện tích thép cần dùng theo cả hai phƣơng.
17.63085.085.0
42021595.0
85.0
.
'1
xC
ys
bf
fA
c 0.678
196.1
5.33085.085.0
42021595.0
85.0 '
2
yC
ys
bf
fA
c
85.0678.0111 ca 0.576
85.0196.1122 ca 1.017 với 85.01
2
1017.0
10.05.31042021595.09.0 3rxM 273388.10 (KN.m).
2
576.0
10.017.61042021595.09.0 3ryM 471979.46 (KN.m).
b : bề rộng mặt cắt (theo mỗi phƣơng là khác nhau).
- Kiểm tra sức kháng nén của trụ theo uốn 2 chiều
Các
TH
N Mux Muy Mrx Mry
ry
uy
rx
ux
M
M
M
M Kết
luận KN KNm KNm KNm KNm
( I ) 55322.75 7852.00 5195.54 273388.10 471979.46 0.0686 Đạt
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 289 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
( II ) 54753.82 10554.40 5195.54 273388.10 471979.46 0.0785 Đạt
V.3. Tính móng trụ T1:
30
00
80
00
2x
30
00
=
60
00
1000 4x3000=12000
14000
D=1 m
IV.3.1. Xác đị nh sức chị u tải của cọc.
Xác đị nh loại móng cọc.
Kiểm tra điều kiện : h > 0.7hmin
Trong đó :
h là độ chôn sâu của đài cọc, h = 2.5 m.
hmin = tg(45
0
– /2)
b
H
Trong đó :
- , : là góc nội ma sát và trọng lƣợng đơn vị thể tích của lớp đất từ đáy đài trở lên.
- H là tổng tải trọng nằm ngang.
- b là bề rộng đáy đài theo phƣơng thẳng góc với tải trọng nằm ngang.
b.a.Theo phương trục y:
Hmax = 5373.48 (KN).
b = 8.0m
hmin = tg(45
0
– 300/2)
0.818
48.5373
= 3.52 m.
-> 0.7hmin = 0.7 x 3.52 = 2.46 m < h = 2.5 m.
Theo phương trục x:
Hmax = 8235.373 KN
b = 14.0 m
hmin = tg(45
0
– 300/2)
0.1418
373.8235
= 3.28 m.
-> 0.7hmin = 0.7 x 3.28 = 2.29 m < h = 2.5 m.
KL: theo cả hai phƣơng móng đều có thể đƣợc tính toán nhƣ đối với móng cọc đài thấp.
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 290 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
IV.32. Tính nội lực tác dụng lên cọc
Đối với móng cọc đài thấp thì tải trọng nằm ngang coi nhƣ đất nền chịu, nội lực tại mặt cắt
đáy móng.
Nội lực tác động lên đầu cọc đƣợc tính theo công thức:
2
1
max
2
1
max
max
x
xMy
y
yM
n
P
P x
2
1
max
2
1
max
min
x
xMy
y
yM
n
P
P x
Trong đó:
- n: số cọc, n = 15
- xi, yi : toạ độ của cọc so với hệ trục quán tính chính trung tâm
2
5
6
100030003000300030001000
1
0
0
0
3
0
0
0
3
0
0
0
11 12 13 14
1 2 3 4
X
Y
10 9 8 7
IV.3.3. Kiểm toán cọc (TTGHCĐ1)
Công thức kiểm tra:
cPPmax
Trong đó:
- Pmax: Tải trọng tác động lên đầu cọc.
- Pc : Sức kháng của cọc dã đƣợc tính toán ở phần sơ bộ. Pc = 9607.8(KN).
N = 62622.63KN (P = N)
MX =10554.40KNm
MY = 5195.54KNm
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 291 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
Cọc Xi (m) Yi (m)
X
2
i
(m
2
)
Y
2
i
(m
2
)
Pmax(KN) Pc(KN)
Pmax Pc
1 -6 3 36 9 6827.14 9607.8 Đạt
2 3 3 9 9 9324.82 9607.8 Đạt
3 0 3 0 9 7692.97 9607.8 Đạt
4 3 3 9 9 9324.82 9607.8 Đạt
5 6 3 36 9
8558.80
9607.8 Đạt
6 6 0 36 0 5040.67 9607.8 Đạt
7 3 0 9 0 5906.68 9607.8 Đạt
8 0 0 0 0 4174.84 9607.8 Đạt
9 -3 0 9 0 2443.00 9607.8 Đạt
10 -6 0 36 0 3309.01 9607.8 Đạt
11 -6 -3 36 9 209.12 9607.8 Đạt
12 -3 -3 9 9 1075.12 9607.8 Đạt
13 0 -3 0 9 2443.00 9607.8 Đạt
14 3 -3 9 9 2388.55 9607.8 Đạt
15 6 -3 36 9 1522.55 9607.8 Đạt
IV.3.4. Kiểm toán cọc (TTGHSD1)
Công thức kiểm tra:
cPPmax
Trong đó:
- Pmax: Tải trọng tác động lên đầu cọc.
- Pc : Sức kháng của cọc dã đƣợc tính toán ở phần sơ bộ. Pc = 9607.8(KN).
N = 43869.3KN (P = N)
MX =16452.75KNm
Tr-êng ®¹i häc dlhp ®å ¸n tèt nghiÖp
Khoa x©y dùNG-m«n cÇu ®-êng phÇn I : thiÕt kÕ S¥ Bé
GvHD:THS. PH¹M V¡N TH¸I - 292 -
THS. TRÇN ANH TUÊN
Svth: nguyÔn H÷U hµ - líp c®1001
MY = 3458.25 KNm
Cọc
Xi (m) Yi (m)
X
2
i
(m
2
)
Y
2
i
(m
2
)
Pmax(KN) Pc(KN)
Pmax Pc
1 -6 3 36 9
8351.49 9607.8 Đạt
2 3 3 9 9
9461.62 9607.8 Đạt
3 0 3 0 9
8407.87 9607.8 Đạt
4 3 3 9 9
9461.62 9607.8 Đạt
5 6 3 36 9 8985.25 9607.8 Đạt
6 6 0 36 0
3500.99 9607.8 Đạt
7 3 0 9 0
4052.75 9607.8 Đạt
8 0 0 0 0
2924.62 9607.8 Đạt
9 -3 0 9 0
1171.87 9607.8 Đạt
10 -6 0 36 0 2348.24 9607.8 Đạt
11 -6 -3 36 9
-3136.00 9607.8 Đạt
12 -3 -3 9 9
-3712.38 9607.8 Đạt
13 0 -3 0 9
-2559.63 9607.8 Đạt
14 3 -3 9 9
-1406.88 9607.8 Đạt
15 6 -3 36 9 -1983.25 9607.8 Đạt
KÕt luËn: §· ®¶m b¶o c¸c tr¹ng th¸i