tính toán cầu dẫn

CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN CẦU DẪN
CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN CẦU DẪN CẦU
5.1. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNH
5.1.1 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG
1. Tải trọng ô tô
Ô tô H30 hoạt động theo phương dọc cầu dẫn, sơ đồ tải trọng ô tô:
- Các thông số chính của xe H30
XE ÔTÔ H30
Kích thước ghi bằng m
1.6
12T
6
12T
6T
0.5
0.6
0.5
6T
1.9
6T
- Khoảng cách giữa 2 trục bánh xe sau là 1.6m và ta xem như tác dụng đồng thời
vào khung ngang
2. Tải trọng bản thân:
Quá trình khai báo phần mềm SAP2000 tự hiểu
5.1.2 TỔ HP TẢI TRỌNG:
Sơ đồ tải trọng = Bản thân + Ôtô
5.2. XÁC ĐỊNH CHIỀU DÀI CHỊU UỐN CỦA CỌC:
Chiều dài chòu uốn của cọc được xác đònh sơ bộ theo công thức :
dη
0
L

uốn
L
+=
Trong đó :
L
o
: Chiều dài tự do của cọc
d = 0.7 (m): cọc ống BTCT
η
= 5 ÷ 10: Hệ số phụ thuộc vào đất nền (đất yếu)
⇒ Chọn
η
= 10
THIẾT KẾ CẢNG NHÀ MÁY THÉP PHÚ MỸ 92
CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN CẦU DẪN
Bảng : Kết quả tính toán chiều dài chòu uốn của cọc
STT L
0
Lu Ln Fth Fqd Dqd
1 10.821 17.8 65.9 0.385 0.104 0.4
2 10.025 17.0 65.1 0.385 0.101 0.4
3 9.230 16.2 64.3 0.385 0.097 0.4
4 8.444 15.4 63.5 0.385 0.094 0.3
5 7.637 14.6 62.7 0.385 0.090 0.3
6 6.840 13.8 61.9 0.385 0.086 0.3
7 6.036 13.0 61.1 0.385 0.082 0.3
8 5.245 12.2 60.3 0.385 0.078 0.3
9 4.437 11.4 59.5 0.385 0.074 0.3
10 3.657 10.7 58.7 0.385 0.070 0.3
11 2.861 9.9 57.9 0.385 0.066 0.3

12 2.072 9.1 57.1 0.385 0.061 0.3
13 0.962 8.0 56.0 0.385 0.055 0.3
14 0.000 7.0 55.0 0.385 0.049 0.2
Trong đó:
F
th
=
4
2
D
π
=3.14x0.7
2
/4 =0.385
th
N
U
qd
F
L
L
F
=
THIẾT KẾ CẢNG NHÀ MÁY THÉP PHÚ MỸ 93
CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN CẦU DẪN
5.3. SƠ ĐỒ TÍNH
Áp dụng những phương pháp tính toán phần tử hữu hạn để giải nội lực thông qua
sử dụng phần mềm SAP2000. số liệu kết quả tính toán
MÔ HÌNH CẦU DẪN
THIẾT KẾ CẢNG NHÀ MÁY THÉP PHÚ MỸ 94

CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN CẦU DẪN
5.4. NỘI LƯC KHUNG KHÔNG GIAN
BIỂU ĐỒ MOMENT: M3-3 CỦA MÔ HÌNH CẦU DẪN:
BIỂU ĐỒ LỰC CẮT: SHEAR 2-2 CỦA MÔ HÌNH CẦU DẪN:
THIẾT KẾ CẢNG NHÀ MÁY THÉP PHÚ MỸ 95
CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN CẦU DẪN
5.5. TÍNH TOÁN BÊTÔNG CỐT THÉP
5.5.1. ĐẶC TRƯNG VẬT LIỆU
1. Bê tông
Bê tông sử dụng là bê tông M300 đá 12 với các đặc trưng cơ học như sau:
+ Modul đàn hồi E
b
=290000 KG/cm
2
+ Cường độ chòu nén tính toán R
n
= 130 KG/cm
2
+ Cường độ chòu kéo tính toán R
k
= 10 KG/cm
2
2. Cốt thép
Cốt thép sử dụng:
- Cốt thép sử dụng cho sàn, dầm: Thép AII có các đặc trưng cơ học như sau:
+ Modul đàn hồi E
a
= 2100000 KG/cm
2
+ Cường độ chòu kéo tính toán R

a
= 2800 KG/cm
2
+ Cường độ chòu nén tính toán R
a
' = 2800 KG/cm
2
+ Cường độ chòu cắt tính toán R
ad
= 2240 KG/cm
2
- Cốt thép sử dụng cho cốt đai: Thép AI có các đặc trưng cơ học như sau:
+ Modul đàn hồi E
a
= 2100000 KG/cm
2
+ Cường độ chòu kéo tính toán R
a
= 2300 KG/cm
2
+ Cường độ chòu nén tính toán R
a
' = 2300 KG/cm
2
+ Cường độ chòu cắt tính toán R
ad
= 1800 KG/cm
2
5.5.2 TÍNH TOÁN CỐT THÉP DẦM NGANG CẦU DẪN
Từ kết quả giải nội lực cho ra kết quả như sau:

Frame OutputCase P V2 M3 FrameElem
Text Text Ton Ton Ton-m Text
DAMNGANG45 TOHOP 0.0006117 8.178 56.78871 312
DAMNGANG46 TOHOP 0.0009312 8.1704 56.39464 320
DAMNGANG59 TOHOP 0.0006454 6.8833 57.19047 313
DAMNGANG60 TOHOP 0.000968 6.7799 56.4894 321
Frame OutputCase P V2 M3 FrameElem
Text Text Ton Ton Ton-m Text
DAMNGANG2 TOHOP -0.009 -20.31 -3.937 297
DAMNGANG99 TOHOP -0.027 6.24 -4.930 292
DAMNGANG113 TOHOP -0.008 -9.21 -5.639 293
DAMNGANG120 TOHOP -0.013 7.70 -3.812 308
Frame OutputCase P V2 M3 FrameElem
Text Text Ton Ton Ton-m Text
DAMNGANG3 TOHOP -0.009 -21.08 -2.853 309
THIẾT KẾ CẢNG NHÀ MÁY THÉP PHÚ MỸ 96
CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN CẦU DẪN
DAMNGANG4 TOHOP -0.010 -20.98 -2.682 317
DAMNGANG5 TOHOP -0.011 -20.87 -2.723 325
DAMNGANG6 TOHOP -0.012 -20.76 -2.719 333
DAMNGANG7 TOHOP -0.013 -20.63 -2.693 341
M
max
= 57.2 (Tm)
M
min
= -5.64 (Tm)
Q
max
= 21.08 (T)

1. Tính toán cốt thép dọc
a. Tiết diện chòu moment âm (ở gối)
M = 5.64(Tm) = 564000 (Kgcm)
Cánh nằm ở vùng chòu kéo nên bỏ qua ảnh hưởng cánh. Tiết diện làm việc là chữ
nhật nhỏ (bh)
Giả thuyết từ mép bêtông chòu kéo đến trọng tâm nhóm cốt thép chòu kéo:
a= 10(cm)
=> Chiều cao có ích của tiết diện: h
o
= h – a = 100-10= 90 (m)
A =
2
0
h.b.
n
R
M
=
2
9080130
564000
××
= 0.0067

A2-1-1
×=
α
= 0.00672
)
2

2.24(cm
2800
90801300.0067

0
=
×××
==
a
R
bh
n
R
att
F
α
Chọn theo cấu tạo4φ20 (Fa = 12.568cm
2
)

. Bố trí cốt thép như hình vẽ
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
µ
= 100%
0
.hb
Fa
=100%
9080
568.12

x
=0,175% >
µ
min
= 0,05%
b. Tiết diện chòu moment dương (ở nhòp)
M = 57.2(Tm) = 5574000(Kgcm)
Giả thuyết từ mép bêtông chòu kéo đến trọng tâm nhóm cốt thép chòu kéo:
a=10cm
=> Chiều cao có ích của tiết diện: h
o
= h – a = 100-10= 90(cm)
Cánh nằm trong vùng nén tham gia chòu lực với sườn. Chiều rộng cánh dầm đưa
vào tính toán là:
b
c
= b + 2.c
1
Trong đó:
THIẾT KẾ CẢNG NHÀ MÁY THÉP PHÚ MỸ 97
CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN CẦU DẪN
c
1
là độ vươn của cánh được lấy trò số bé hơn trong ba trò số sau:
+ Một nữa khoảng cách hai mép trong của dầm: 0.5520 = 260(cm)
+ Một phần sáu nhòp tính toán của dầm :
6
1
(600) = 100 (cm)
+ Chín lần chiều cao bản cánh: 925 = 225(cm)

Vậy chọn: c
1
= 100(cm)
⇒ b’
c
= b + 2.c
1
= 80 + 2x100 = 280 (cm)
Xác đònh vò trí trục trung hòa:
M
c
= R
n
.b
c
’
.h
’
c
(h
o
–
2
'
c
h
) = 13028025(90 –
2
25
)

= 70525000(Kg.cm)
⇒ M
c
> M
max
⇒ Trục trung hoà qua cánh, tính với tiết diện chữ nhật: b
’
c
 h
A =
2
0
h.
'
c
b.
n
R
M
=
2
90280130
5720000
××
= 0.019
2A-1-1
=
α
= 0.0192

2
cm 22.445
2800
902801300.0192

0
'






=
×××
==⇒
a
R
h
c
b
n
R
att
F
α
Chọn 5φ22 (Fa = 22.62 cm
2
)

. Bố trí cốt thép như hình vẽ
Kiểm tra a: Theo hình a
thật
= a
0
+
2
φ
=5+
2
4.2
=6.2(cm)
Ta thấy a=10 (cm) > a
thật
=6.1(cm) thiên về an toàn nên giả thiết là hợp lý
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
µ
= 100%
0
.hb
Fa
=100%
8.9380
806.22
x
= 0.304% >
µ
min
= 0,05%
2. Tính toán cốt thép ngang

- Kiểm tra các điều kiện hạn chế về lực cắt:
Q
max
= 21.08 (T)
Q
max
< K
1
.R
k
.b.h
o
= 0,6  10  80  90 = 43200 (Kg) = 43.2 (T)
Q
max
< K
0
.R
n
.b.h
o
= 0,35 130  80  90 = 327600 (Kg) = 327.6 (T)
⇒ Q
max
< K
1
.R
k
.b.h
o

< K
0
.R
n
.b.h
o
: không cần tính cốt thép chòu cắt
Đặt theo cấu tạo
Chọn đai 4 nhánh φ10AI, f
a
= 0.785(cm
2
), R
ad
= 1800 (Kg/cm
2
)
- Khoảng cách U được lấy giá trò bé hơn 3 giá trò sau:
THIẾT KẾ CẢNG NHÀ MÁY THÉP PHÚ MỸ 98
CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN CẦU DẪN
u
ct
< [1/3h và 30cm] = 30 (cm)
⇒ Chọn u = 20 (cm)
- Khả năng chòu lực của cốt đai:
q
d
=
20
785,041800

..
××
=
u
d
fn
ad
R

= 282.6 (Kg/cm
2
)
- Khả năng chòu cắt của cốt đai và bê tông:
Q
đb
=
.
2
8
d
xq
o
xbxh
k
R
=
6.282
2
9080108 xxxx
=121.04(T)

⇒ Q
max
= 21.08(T) < Q
db
= 121.04(T)
Vậy dầm đảm bảo khả năng chòu lực cắt không cần bố trí cốt xiên tại gối.
Dầm có chiều cao 100(cm), cần bố trí cốt giá gồm 4φ18 bố trí 3 lớp.
THIẾT KẾ CẢNG NHÀ MÁY THÉP PHÚ MỸ 99