Tính toán Thiết kế trụ cầu

5.1. Thiết kế trụ
5.1.1.Xác định sơ bộ kích thước
- Loại trụ
Trụ đặc bê tông cốt thép
- Loại cọc
Cọc khoan nhồi D= 1.00m
- Số cọc trong móng: Nc= 4cọc
- Chiều dài cọc dự kiến Lc= 12.0m
- Cao độ mặt đất thiên nhiên: MĐTN= 69.960m
- Cao độ đỉnh móng: CĐIM= 68.640m
- Cao độ đáy móng: CĐAM = 66.640m
M? T CHÍNH TR?
(T? l?: 1/100)
9500
9200

+82.94

150

900

200

1150

600

50

50

1700

84.64

600
84.59

200
Ch?t neo d?m

Ðá kê g?i

? neo d?m
3x2400=7200

200

1150

3600

200

E

+83.64
+82.94

300

+75.94
+75.64

7000

7000

300

300

F

F
1000

4200
1000

1000

2200

1000

+68.64

6200
4200

1000
150

1000

100

2000

+68.64

+66.64

+84.34

2750

E

3600

+85.44

700
1100

900

G?i cao su b?n thép

(250x300x50)mm

300

+75.94
+75.64

600
84.64

2750

7000

50

1700

7000

+83.64

50

84.59

700 700

+84.34

600

248

1100

700

248

+85.44

700 700

150

Cäc khoan nhåi D1000

Hình 5.1 mặt chính trụ

1

+66.64


M? T BÊN TR?
(T? l?: 1/100)
1800

+84.34

+83.64
+82.94

200

650

1100

575

1400

575

1400

+85.44

700700 1100

200

10.0% 10.0%

+85.44

+84.34

+82.94

200

200

300

300

1400

300

7000

+75.94
+75.64

14300

7000

1800

1500

2000

1500

5000

3000

150

1000

2000

+68.64
2000

+68.64

+66.64

1000

+66.64

Cäc khoan nhåi D1000

Hình 5.2 Mặt bên trụ
5.1.1.1. Vật liệu kết cấu
Bê tông trụ
Trọng lượng riêng bê tông gc= 24.53kN/m3
* Thân trụ và xà mũ trụ sử dụng BT loại C có :
-Cường độ bê tông fc'= 30.00Mpa
-Mô đun đàn hồi bê tông Ec= 28605Mpa
* Bệ trụ sử dụng BT loại D có :
-Cường độ bê tông fc'= 25.00Mpa

Mô đun đàn hồi bê tông Ec= 26113Mpa
-Cốt thép thường (Theo tiêu chuẩn TCVN 1651-2008)
+Cường độ cốt thép thườngfy= 400Mpa
+Mô đun đàn hồi của thép thườngEs= 200000Mpa
5.1.1.2. Tải trọng thiết kế
Tải trọng thiết kế theo tiêu chuẩn 22 TCN - 272 - 05 bao gồm các tải trọng sau:
• Xe tải thiết kế
• Xe 2 trục thiết kế
• Tải trọng làn
• Tải trọng người 300kG/m2
2


5.1.2.Tải trọng tính toán:
5.1.2.1. Tĩnh tải
+Tĩnh tải kết cấu phần trên + thiết bị phụ (DC)
- Trọng lượng bản thân dầm
585.26 kN
- Trọng lượng dầm ngang
85.67 kN
- Trọng lượng bản mặt cầu và gờ lan can 986.55 kN
- Bản ván khuôn
183.14 kN
- Trọng lượng lan can thép
20.570 kN
=> Tổng: 1861.19 kN
+Tĩnh tải lớp phủ + tiện ích (DW)
- Trọng lượng lớp phủ :

231.39 kN

+Tĩnh tải kết cấu phần dưới
-Tĩnh tải tiêu chuẩn bản thân trụ tính theo công thức: P = V • g
- V : Thể tích các bộ phận
- g : Dung trọng riêng của bê tông

g = 24.525kN/m3

+ Bảng tính toán tĩnh tải các bộ phận trụ
STT

Tên kết cấu

Thể tích (m3)

1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
8.000

Bệ trụ
Thân trụ 3
Thân trụ 2
Thân trụ 1
Xà mũ
Đá kê gối

Tường tai
ụ neo
Tổng cộng

62.000
52.791
1.824
32.336
20.475
0.120
0.594
0.772
170.912

3

Trọng lượng
N (kN)
1520.550
1294.703
44.737
793.032
502.149
2.943
14.568
18.928
4191.611


Bảng tổng hợp nội lực do trọng lượng bản thân trụ tại các mặt cắt

Tên kết
cấu
Bệ trụ
Thân trụ
3
Thân trụ
2
Thân trụ
1
Xà mũ
Đá kê
gối
Tường
tai

Mặt cắt I-I
N (kN)

Mặt cắt đỉnh móng
N (kN)

Mặt cắt đáy móng
N (kN)
1520.550

1294.703

1294.703

44.737

44.737

793.032

793.032

793.032

502.149

502.149

502.149

2.943

2.943

2.943

14.568

14.568

14.568

5.1.2.2. Hoạt tải

TÍNH TOÁN GIÁ TRỊ HOẠT TẢI

4


Tải

1

Tung độ
DAH
0.403

2

0.701

3

1.000

4

0.000

5

0.000

6

0.000

7

0.917

8

1.000

Tải trọng làn

WL

14.400

Tổng cộng

Ri

Do xe tải
Do xe hai
trục

trọng

Xe tải

Xe hai trục

Điểm

 Hoạt tải trên nhịp
LL =
Xung kích

710.494
kN
IM =
117.359

kN

5.1.2.3. Tải trọng người đi bộ
Trường hợp người đi trên cả hai lề trên cả hai nhịp

5

Tải
trọng
35.000
145.00
0
145.00
0
35.000
145.00
0
145.00
0
110.00

0
110.00
0
9.300

Phản
lực
28.194
203.40
3
290.00
0
0.000

Mômen
My
9.163

0.000

0.000

0.000

0.000

66.106
94.250
0.000

201.66
65.542
7
220.00
71.500
0
267.84
0
521.597 169.519
421.667 137.042


Tải trọng tiêu chuẩn người đi b
Bề rộng đường người đi
bộ
Phản lực gối do tải trọng người đi
bộ

qnd

30

0
kN/m2

Bnd

2.00

m

PLt
PLp

6

43.20
0
43.20
0

kN
kN


5.1.2.4 Lực hãm xe
Lực hãm xe bằng 25% tổng trọng lượng các trục xe tải hay xe 2 trục thiết kế của tất cả các
Lực hàn
5.1.2.5 Lực li tâm
Lực ly tâm nằm ngang cách phía trên mặt đường khoảng cách
hCE
1.800m
`
CE=S.P.C
C=4•V2/ 3•g•R
Trong đó:
TảI trọng trục xe:P
ô V=
60km/
V

h

Vận tốc thiết kế đường ô
Gia tốc trọng trường
Bán kính cong của làn xe

g
R
C
CE

5.1.2.6. Tải trọng gió (WL.WS)
bh
b2
h3

db

a

b1

i

dh

h4

a
bg

MÆt ®Êt

h1
h2
bc1

1

2
bc2

3

hd

i

hc1
hc

dc1

Mùc n íc

hc2

dc2
hn

h

b

d

7

16.667 m/s
9.807
0.000
-

m/s2
m
m
kN


Vùng động đất 2.
Hệ số gia tốc
Hệ số thực địa

Cấp động đất: Cấp7
5.1.2.9. Áp lực tác dụng lên bệ trụ (EV)
Tính tại mặt cắt đỉnh bệ :
Chiều cao khối đất từ mặt cắt tự nhiên tới mặt cắt đỉnh bệ :hđ=1.320 m
Áp lực đất theo phương thẳng đứng: EV=546.782 kN
5.1.2.10. Tính toán hệ số phân bố tải trọng
Hệ số phân bố mômen cho hoạt tải

Đối với dầm giữa: Ki = 0.075 + (S/2900)0.6•(S/L)0.2•(Kg/L•ts3)0.1
Khoảng cách các dầm
S=2400.000mm
Khẩu độ tính toán của dầm
L=14400.000 mm
Chiều dày bản bê tông
ts=200.000 mm
Tỷ số modul đàn hồi của bê tông bản và bê tông dầm :n= 1.080
Mô men quán tính dầm

I=3.56E+10 mm4

Diện tích tiết diện dầm

Ac=3.23E+5 mm4

Khoảng cách từ trọng tâm đến đáy dầm

Yc= 503.860 mm

Khoảng cách từ trọng tâm đến trọng tâm bản

eg= 396.140 mm
Kg = n(I + A.eg2)=9.316E+10 mm4

Tham số độ cứng dọc
 Ki = 0.686
Đối với dầm biên Ki = e.•Ki giữa

e :Hệ số điều chỉnh e=0.77+de/2800

e = 0.824
de :Khoảng cách tim bản bụng dầm biên với mép bó vỉa de =150000 mm
Hệ số phân bố lực cắt cho hoạt tải
Đối với dầm giữa Ki = 0.2 + (S/3600) - (S/10700)2
 Ki = 0.816
Đối với dầm biên Ki = e•Ki giữa
e : Hệ số điều chỉnh e=0.77+de/3000
 Ki = 0.531

e = 0.650

8


5.1.3.Tính duyệt theo các trạng thái giới hạn :
+ Bố trí cốt thép cho trụ
1/2 M?T C?T C-C

B

A

(T? l?: 1/100)

1/2 M?T C?T D-D
(T? l?: 1/100)

9000
8700

150

2500

mÆt c¾t E-E

1000

(Tû lÖ: 1/75)

2200

T1a-D28-150

3600

6200

300
1000

mÆt c¾t F-F

B5-D16-200

B3-D25-150

B7-D16-200
B8-D12

B4-D25-150
100

19x150=2850

200
150

B4-D25-150
14x200=2800

100

A

9

188

4200

188
1000

5000

17x150

14x150

100

B2-D22-200

200

188

14x200=2800

100

100
B1-D22-200

100

2000

1000

6200

2000

6x200

250

450

B6-D16-200
B2-D22-200
B7-D16-200

262

6x200 350

T1-D28-150

2000
T2-D20-200

14x150

T3-D12-600

T2-D20-200

T1-D28-150

100

188

1500

F

2200
T1-D28-150

7000

T3-D12

17x150

1500

2000

188
150

1300

(Tû lÖ: 1/75)

T2-D20-200

2000

167

14x150

T4-D20-150

F

100

100

1300

T1a-D28-150

T4-D20-150

B

100

1400

T2a-D20-200

T3a-D12

167

14x150

T3a-D12-600

167
1800

T2a-D20-200

7000

E

T2a-D20-200

11x150

167

E

2000

T1a-D28-150

5000

1800

2000

11x150

150

Hình 4.3 Bố trí cốt thép trụ
5.1.3.1 Mặt cắt xà mũ

Dữ liệu ban đầu
- Bề rộng mặt cắt
b, bw
= 1.80
- Chiều cao mặt cắt
h
= 1.40
- Chiều dày lớp phủ bê tông
dc
= 0.100
- Chiều cao có hiệu của mặtcắt de
= 1.300
Bảng tổ hợp tải trọng tới mặt cắt A-A
Trạng thái
Lực cắt N
Mô men Mx
giới hạn
(kN)
(kN-m)
Sử dụng
811.963
1565.276
Cường độ I
1095.788
2120.958
Cường độ II
863.485

1648.609
Cường độ III
1042.690
2012.992
Các dữ liệu
• Mô men tính toán
• Lực cắt tính toán
• Chiều cao mặt cắt
• Bề rộng mặt cắt
• Diện tích mặt cắt

m
m
m
m

Kí hiệu
Mu
Vu
h
b
Ac

• Mô men quán tính

Ig

• Cốt thép chịu kéo: K/c tới mép bê tông chịu
10

dc

Giá trị Đ/vị
2120.96 kN.m
1095.79 kN
1400
mm
1800
mm
252000
mm2
0
4.1E+1
mm4
1
100.00
mm


kéo
Đường kính
Số lượng
Tổng diện tích

Æ
n
As

• Cốt thép chịu nén: K/c tới mép bê tông chịu
kéo

Đường kính
Số lượng
Tổng diện tích
Khả năng chịu uốn
• Hệ số sức kháng
• Chiều cao làm việc của mặt cắt
• Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất
• Chiều dày bản cánh chịu nén
• Chiều dày khối ứng suất tương đương = c•b1
• Khoảng cách từ trục trung hoà đến mặt chịu
nén
• Sức kháng danh định (N.mm)
• Sức kháng uốn tính toán
• Kiểm tra khả năng chịu lực
Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu
• Tỷ lệ giữa thép chịu kéo và diện tích nguyên
• Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu

22.00
28.00
10838.8
0

mm
mm2

dc

100.00

mm

Æ
n
A's

20.00
14.00
4398.80

mm

F
de
b1
hf
a

0.90
1300.00
0.85
94.46

c

111.12

Mn
Mr = F•Mn
Mr > Mu

5338.56 kN.m
4804.71 kN.m
Đạt

r min = As/
(b•d)
r min >
0.03•f'c/f'y

mm2
mm
mm
mm
mm

0.46%
Đạt

Kiểm tra mômen nứt
• Cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông
• Mô men nứt
• Kiểm tra mômen nứt
Kiểm tra lượng cốt thép tối đa
• Lượng cốt thép tối đa
• Kiểm tra lượng cốt thép tối đa
Khả năng chịu cắt
• Lực cắt tính toán
• Hệ số sức kháng
• Chiều cao chịu cắt của cấu kiện

fr =
3.45
Mpa
0.63•f'c0.5
Mcr = fr•Ig/yt 2028.98 kN.m
F•Mn >
Đạt
1.2•Mcr
c/de
c/de < 0.42
Vu
F
dv

11

0.09
Đạt
1095.79
0.90
1200.00

kN
mm


• Bề rộng bản bụng hữu hiệu trong chiều cao
chịu cắt
• Góc nghiêng của ứng suất nén chéo

• Góc nghiêng của cốt thép ngang với trục dọc
• Hệ số chỉ khả năng của bê tông bị nứt chéo
truyền lực kéo
• Giá trị
• Cự ly cốt thép đai
• Đường kính cốt thép đai
• Số lượng cốt thép đai trong cự ly s
• Tổng diện tích cốt thép đai
• Sức kháng danh định của bê tông
• Sức kháng của cốt thép đai chịu cắt
• Giá trị
• Sức kháng danh định của cấu kiện
• Sức kháng tính toán
• Kiểm tra
Kiểm tra nứt
• Tổ hợp tải trọng dùng kiểm tra
• Mô men tính toán
• Tỷ số modul đàn hồi

bv

1800.00

mm

q
a

45
90

độ
độ

b

2

0.1•f'c•bv•dv
s
Æ
n
Av
Vc
Vs
0.25•f'c•bv•
dv
Vn
Vr
Vr > Vu
Sử dụng
Mu
n = Es/Ec
r = As/
(b•de)

• Hàm lượng cốt thép
• Giá trị
• Giá trị

6480.00
200.00
16
2
397.20
1963.91
953.28
16200.0
0
2917.19
2625.47
Đạt

kN
mm
mm
mm2
kN
kN
kN
kN
kN

1565.28 kN.m
6.99
0.0046

%

0.22

0.93

j = 1 - k/3
fs

• Ứng suất trong cốt thép chịu kéo

= Ms/
(AS•j•de)

• Thông số bề rộng vết nứt

Z

• Diện tích phần bê tông bao bọc cốt thép chia
cho số cốt thép

A

120.06

Mpa

30000.0
0
12857.1
4

N/m
m

mm2

fs
• Ứng suất kéo trong cốt thép ở TTGH SD
• Kiểm tra
• Kiểm tra

12

= Z/
(dc•A)1/3
fs < fsa
fs < 0.6•fy
a

275.89
Đạt
Đạt

Mpa


5.1.3.2 Mặt cắt I-I
MÆt c¾t nguyªn

MÆt c¾t quy ®æi

h'

h'

b'

b'

Dữ liệu ban
đầu
- Bề rộng mặt cắt nguyên b', b'w = 3.60 m
- Chiều cao mặt cắt
= 1.40 m
h'
nguyên
- Diện tích mặt cắt
A'c = 4.619 m2
nguyên
Quy đổi mặt cắt ngang về hình chữ nhật có mô men quán tính tương đương =
b'•h'3/12 giữ nguyên b', xác định h':
- Bề rộng mặt cắt
: b', b'w= 3.60m
- Chiều cao mặt cắt
: h'
= 1.28m
- Chiều cao có hiệu của mặt cắt :d'
= 1.18 m
-Chiều dày lớp phủ bê tông

: d'c

= 0.1 m

+Bảng tổ hợp tải trọng tới mặt cắt I-I :

TTGH
Sử dụng
Cường
độ I
Cường
độ II

Tải
Dọc
trọng
cầu
thẳng
Qx
đứng
N (kN)
(kN)
4338.4
172.95
5
5938.0
284.38
4
4338.1
24.26
0

Ngang
cầu
My

Qy

Mx

(kN.m)

(kN)

(kN.m)

2152.89

42.32

418.28

3615.31

-

-

120.08

92.51

726.62

13

Cường
5572.34 231.56
độ III
Đặc biệt
4795.22 721.00
1
Đặc biệt
4795.22 273.18
2

2884.5
3

48.93

470.18

5949.88

191.93

1475.08

2508.0
3

639.75

4916.93

+ Tính toán khả năng chịu lực của cấu kiện chịu nén uốn
-Tổ hợp dùng để kiểm tra là Cường độ I:N= 5938.04 Kn
-Kiểm tra điều kiện uốn 2 chiều:
.Nếu Pu > 0.1•F•f'c•Ag thì kiểm tra theo điều kiện: 1/Prxy = 1/Prx + 1/Pry - 1/f•Po
(1)
.:Nếu Pu < 0.1•F•f'c•Ag thì kiểm tra theo điều kiện: Mux/Mrx + Muy/Mry < 1.0
(2)
.Hệ số sức kháng đối với cấu kiện chịu nén dọc trục F = 0.75
.Diện tích mặt cắt nguyên
Ag = 4.62 m
.Lực dọc trục tính toán lớn nhất
Pu = 5938.0 Kn
0.1•F•f'c•Ag= 10394 Kn
Vậy tiến hành kiểm toán theo công thức (2)
Trong đó :
.Mrx : Sức kháng uốn tính toán đơn trục của mặt cắt theo phương dọc cầu
.Mry : Sức kháng uốn tính toán đơn trục của mặt cắt theo phương ngang cầu
+ Xác định khả năng chịu lực của thân trụ theo các hướng

14


Các dữ liệu

CT

• Mô men tính toán max
• Lực cắt tính toán max

• Chiều cao mặt cắt
• Bề rộng mặt cắt

Mu
Vu
h
b

• Diện tích mặt cắt

Ac

• Mô men quán tính

Ig

• Cốt thép chịu kéo:
. Khoảng cách tới mép bê tông chịu kéo
.Đường kinh
.Số lượng
.Tổng diện tích

dc
Æ
n

• Cốt thép chịu nén:
. Khoảng cách tới mép bê tông chịu
nén
.Đường kinh

.Số lượng
.Tổng diện tích
• Cốt thép chịu cắt :
. Khoảng cách tới mép bê tông chịu
cắt :
.Đường kinh
.Số lượng
.Tổng diện tích
Khả năng chịu uốn
• Hệ số sức kháng
• Chiều cao làm việc của mặt cắt
• Chiều dài không chống đỡ của thân trụ
• Bán kính quán tính của mặt cắt
• Hệ số chiều dài hữu hiệu: Trụ không
liên kết theo phương ngang
• Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất
15

As
dc
Æ
n
A's
Æ
n
s
Av
F
de
lu

r

Ngang
cầu
4916.93
639.75
3600.00
1283.16
461938
0
5.0E+1
2

Dọc
Đơn
cầu
vị
5949.88 kN.m
721.00
kN
1283.16 mm
3600.00 mm
461938
mm2
0
6.3E+1
mm4
1

100.0

28
14

100.0
28
40
24632.0
8621.20
0
100.000 100.000
28
14

28
40
24632.0
8621.20
0
20.00

20.00

35
35
200
200
21994.0 21994.0
0
0
0.90

0.90
3500.00 1183.16
7000.00 7000.00
1039.23 370.42

K

2.00

2.00

b1

0.85

0.85

mm
mm
mm2
mm
mm
mm2
mm
mm
mm2

mm
mm
mm

• Chiều dày bản cánh chịu nén
• Chiều dày khối ứng suất tương đương =
c•b1
• Khoảng cách từ trục trung hoà đến mặt
chịu nén

hf

-

1530.00 545.34

mm

c

1800.00 641.58

mm

Mn

• Sức kháng uốn tính toán

Mr

• Giá trị K•lu /r tính như sau

K•l
u /r

11724.8 10672.1
3
7
10552.3
9604.95
5

kN.m
kN.m

13.47

37.80

Không

Có
7.2E+0
m4
9

Is

-

bd

-

(Ec•Ig/5 + Es•Is)/(1+bd)

-

(Ec•Ig/2.5 )/(1+bd)

-

• Độ cứng chống uốn

mm

a

• Sức kháng danh định (N.mm)

Xét đến hiệu ứng độ mảnh của trụ
• Mô men quán tính của cốt thép dọc
xung quanh trục chính
• Tỉ số mô men thường xuyên và mô men
lớn nhất :
bd =MDL/M

-

EI

• Tải trọng uốn dọc tới hạn Ơle :

Pe
Pe = p2•EI/( K•lu )4
•Hệ số Gradien của mô men :
Cm
Cm = 0.6 + 0.4•Mb/Ml
•H/s phóng đại mô men theo phương dọc
d
:
d = Cm/(1 - Pu /f•Pe)

-

0.921
2.6E+1
5
3.8E+1
5
3.8E+1
5
1.9E+0
8

-

1

1.000

1.043

N.mm
2

N.mm
2

N.mm
2

N

+ Tiến hành kiểm toán khả năng chịu lực của mặt cắt theo công thức (2)
TTGH

Kiểm
Muy
(kN.m)

Cường
3615.31
độ I
Cường
120.08
độ II

Mux
(kN.m)

d•Muy

d•Mux

d•Muy/Mry d•Mux/Mrx

A

-

3772.42

-

0.39

-

0.39

726.6

125.30

726.62

0.01

0.07

0.08

16

tra
A<1
Đạt
Đạt


Cường 2884.5
470.18
độ III
3
Đặc
5949.88 1475.08
biệt 1
Đặc
2508.0
4916.93
biệt 2
3

3009.8
9
6208.4
4
2617.0
2

470.18

0.31

0.04

0.36

1475.08

0.65

0.14

0.79

4916.93

0.27

0.47

0.74

+ Tính toán khả năng chịu cắt của thân trụ
Các giá trị

KH Ngang

• Lực cắt tính toán max
• Hệ số sức kháng
• Chiều cao chịu cắt của cấu kiện

• Bề rộng bản bụng hữu hiệu trong chiều
cao chịu cắt của cấu kiện
• Góc nghiêng của ứng suất nén chéo
• Góc nghiêng của cốt thép ngang với trục
dọc
• Hệ số chỉ khả năng của bê tông bị nứt
chéo truyền lực kéo

Vu
F
dv
bv

1283.16 3600.00 mm

q

45

45

độ

a

90

90

độ

b

2

2

• Cự ly cốt thép đai
• Đường kính cốt thép đai
• Số lượng cốt thép đai trong cự ly s

s
Æ
n

• Tổng diện tích cốt thép đai

Av

• Sức kháng danh định của bê tông
• Sức kháng của cốt thép đai chịu cắt

Vc
Vs

• Giá trị : 0.25•f'c•bv•dv
Vn
Vr
17

Đơ

cầu
cầu
n vị
639.75 721.00 kN
0.90
0.90
3400.00 1083.16 mm

• Giá trị : 0.1•f'c•bv•dv

• Sức kháng danh định của cấu kiện
• Sức kháng tính toán

Dọc

13088.2 11698.1
kN
4
4
600.00 600.00 mm
20
20
mm
4
4
mm
2513.60 2513.60
2

3966.70
5697.49
32720.6
1
9664.19
8697.77

3545.39
1815.09
29245.3
5
5360.48
4824.43

kN
kN
kN
kN
kN

Đạt
Đạt
Đạt


• Kiểm tra:Vr > Vu

Đạt

Đạt

+Kiểm tra nứt
Các giá trị
+Tổ hợp tải trọng dùng kiểm tra:
• Mô men tính toán :Mu
• Chiều cao mặt cắt:h
• Bề rộng mặt cắt :b
• Bề dày lớp bê tông bảo vệ :dc
• Khoảng cách từ mặt chịu nén đến trọng tâm cốt
thép chịu kéo :de
• Cốt thép chịu kéo: Đường kính :Æ
Số lượng :n
Tổng diện tích:As

Ngang

Dọc

Đơn

cầu

cầu

vị

418.28
3600.00
1283.16
100.00

2152.89 kN.m
1283.16 mm
3600.00 mm
100.00
mm

3500.00 1183.16

28.00
40
24632.0
8621.20
0
• Tỷ số modul đàn hồi :n = Es/Ec
6.99
6.99
• Hàm lượng cốt thép : r = As/(b•d)
0.19% 0.58%
2
0.5
• Giá tr: k = -r•n + [(r•n) + 2•r•n]
0.15
0.25
• Giá trị :j = 1 - k/3
0.95
0.92
• Ứng suất trong cốt thép chịu kéo:fs = Ms/(AS•j•d) 14.60
80.49
30000.0 30000.0

• Thông số bề rộng vết nứt :Z
0
0
• Diện tích phần bê tông bao bọc cốt thép chia cho 18330.8 18000.0
số cốt thép
A
7
0
• Ứng suất kéo trong cốt thép ở TTGH SD :fsa = Z/
245.13 246.62
(dc•A)1/3
• Kiểm tra :fs < fsa
Đạt
Đạt
18

28.00
14

mm
mm
mm2
%
Mpa
N/m
m
mm2
Mpa

• Kiểm tra :fs < 0.6•fy

Đạt

Đạt

5.1.3.3. Mặt cắt đỉnh móng

Dữ liệu ban đầu
- Bề rộng mặt cắt nguyên
b, bw
= 4.20 m
- Chiều cao mặt cắt nguyên
h
= 2.0
m
Ac
- Diện tích mặt cắt nguyên
= 7.542 m2
tương đương = b'•h'3/12 giữ nguyên b', xác định h':
- Bề rộng mặt cắt
: b, bw= 4.20 m
- Chiều cao mặt cắt
:h
= 1.8 m
- Chiều cao có hiệu của mặt cắt :d
= 1.70 m
-Chiều dày lớp phủ bê tông

: dc

Quy đổi mặt cắt ngang
về hình chữ nhật có
mô men quán tính

= 0.1 m

+Bảng tổ hợp tải trọng tới mặt cắt đỉnh móng :
Tải
Dọc
trọng
cầu
thẳng
TTGH
Qx
đứng
N (kN)
(kN)
Sử dụng 5677.89 175.49
Cường
7612.34 284.38
độ I
Cường 6012.4
36.11
độ II
0
Cường
7246.64 234.94
độ III
Đặc biệt

6469.52 971.26
1

Ngang
cầu
My

Qy

Mx

(kN.m)
3428.26

(kN)
47.16

(kN.m)
751.72

5691.25

-

-

357.13

115.09

1516.19

4592.02

55.38

860.02

12126.63

267.00

3150.17

19


Đặc biệt
6469.52 348.25
2

4776.24

890.01

10500.56

+ Tính toán khả năng chịu lực của cấu kiện chịu nén uốn
-Tổ hợp dùng để kiểm tra là Cường độ I:N= 7612.34 kN
-Kiểm tra điều kiện uốn 2 chiều:

.Nếu Pu > 0.1•F•f'c•Ag thì kiểm tra theo điều kiện: 1/Prxy = 1/Prx + 1/Pry - 1/f•Po
(1)
.:Nếu Pu < 0.1•F•f'c•Ag thì kiểm tra theo điều kiện: Mux/Mrx + Muy/Mry < 1.0
(2)
.Hệ số sức kháng đối với cấu kiện chịu nén dọc trục F = 0.75
.Diện tích mặt cắt nguyên
Ag = 7.54 m2
.Lực dọc trục tính toán lớn nhất
Pu = 7612.3 kN
0.1•F•f'c•Ag= 16969 kN
Vậy tiến hành kiểm toán theo công thức (2)
Trong đó :
.Mrx : Sức kháng uốn tính toán đơn trục của mặt cắt theo phương dọc cầu
.Mry : Sức kháng uốn tính toán đơn trục của mặt cắt theo phương ngang cầu
+ Xác định khả năng chịu lực của thân trụ theo các hướng

Các dữ liệu

CT

• Mô men tính toán max

Mu

• Lực cắt tính toán max
• Chiều cao mặt cắt
• Bề rộng mặt cắt
• Diện tích mặt cắt

Vu

h
b
Ac
20

Ngang
cầu
10500.5
6
890.01
4200.00
1795.62
754159

Dọc cầu

Đơ
n vị
kN.
12126.63
m
971.26
kN
1795.62 mm
4200.00 mm
7541593 mm


• Mô men quán tính

Ig

• Cốt thép chịu kéo:
. Khoảng cách tới mép bê tông chịu
kéo
.Đường kinh
.Số lượng
.Tổng diện tích
• Cốt thép chịu nén:
Khoảng cách tới mép bê tông chịu
nén
.Đường kinh
.Số lượng
.Tổng diện tích
• Cốt thép chịu cắt :
. Khoảng cách tới mép bê tông chịu
cắt :
.Đường kinh
.Số lượng
.Tổng diện tích
Khả năng chịu uốn
• Hệ số sức kháng
• Chiều cao làm việc của mặt cắt
• Chiều dài không chống đỡ của thân trụ
• Bán kính quán tính của mặt cắt
• Hệ số chiều dài hữu hiệu: Trụ không
liên kết theo phương ngang
• Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất
• Chiều dày bản cánh chịu nén
• Chiều dày khối ứng suất tương đương

= c•b1
• Khoảng cách từ trục trung hoà đến mặt
chịu nén
• Sức kháng danh định (N.mm)
21

3
1.1E+1
3

2

2.0E+12

4

dc

100.00

Æ
n

28
28
mm
20
46
12316.0
mm

28326.80
0
2

As

100.00

mm

dc

100.00

Æ
n

28
28
mm
20
46
12316.0
mm
28326.80
2
0

A's
Æ

n
s
Av
F
de
lu
r

20.00

100.00

mm

20.00

mm

mm

35
35
200
200
mm
21994.0
mm
21994.00
2
0

0.90
0.90
4100.00 1695.62
7000.00 7000.00
1212.44 518.35

mm
mm
mm

K

2.00

2.00

b1
hf

0.85
-

0.85
-

mm

a

1785.00

763.14

mm

c

2100.00

897.81

mm

Mn

19705.6
kN.
18079.49
0
m


17735.0
kN.
16271.54
4
m

• Sức kháng uốn tính toán

Mr

• Giá trị K•lu /r tính như sau

K•l
u /r

Xét đến hiệu ứng độ mảnh của trụ
• Mô men quán tính của cốt thép dọc
xung quanh trục chính
• Tỉ số mô men thường xuyên và mô
men lớn nhất :
bd =MDL/M

Is

11.55

27.01

Không

Có

-

bd

1.8E+10 m4

-

0.452

(Ec•Ig/5 + Es•Is)/(1+bd)

-

1.0E+16

(Ec•Ig/2.5 )/(1+bd)

-

• Độ cứng chống uốn
• Tải trọng uốn dọc tới hạn Ơle : Pe =
p •EI/( K•lu )4
•Hệ số Gradien của mô men : Cm = 0.6
+ 0.4•Mb/Ml
•H/s phóng đại mô men theo phương
dọc :
d = Cm/(1 - Pu
/f•Pe)
2

N.m
m2
N.m
1.6E+16
m2

N.m
1.6E+16
m2

EI

-

Pe

-

Cm

-

1

1.000

1.013

d

8.0E+08 N

+ Tiến hành kiểm toán khả năng chịu lực của mặt cắt theo công thức (2)
TTG
H

Muy
(kN.
m)

Cườn 5691.
g độ I 25
Cườn
357.1
g độ
3
II
Cườn
4592.
g độ
02
III

Kiểm
Mux
(kN.m)
1516.2

d•Muy

d•Mux

5764.00

-

361.69

1516.1
9

d•Muy/Mr d•Mux/Mr
y

0.35

x

-

A
0.35

tra
A<1
Đạt
Đạt

0.02

0.09

0.11
Đạt

860.02

4650.72

860.02

22

0.29

0.05

0.33


Đặc
12126
3150.1
3150.17 12281.65
biệt 1 .63
7
Đặc
4776. 10500.5
10500.
4837.30
biệt 2
24
6
56

0.75

0.18

0.93

0.30

0.59

0.89

Đạt
Đạt

+ Tính toán khả năng chịu cắt của thân trụ
Các giá trị

KH Ngang

• Lực cắt tính toán max
• Hệ số sức kháng
• Chiều cao chịu cắt của cấu kiện
• Bề rộng bản bụng hữu hiệu trong chiều
cao chịu cắt của cấu kiện
• Góc nghiêng của ứng suất nén chéo
• Góc nghiêng của cốt thép ngang với trục
dọc
• Hệ số chỉ khả năng của bê tông bị nứt
chéo truyền lực kéo

Vu
F
dv

971.26
0.90
1595.62

bv

1795.62

4200.00

mm

q

45

45

độ

a

90

90

độ

b

2

2

21547.41
s
Æ
n
Av
Vc
Vs

• Giá trị : 0.25•f'c•bv•dv
• Sức kháng danh định của cấu kiện

Vn

• Sức kháng tính toán

Vr

• Kiểm tra :Vr > Vu
+Kiểm tra nứt
Các giá trị

cầu

23

20104.7
8
600.00
20
4
2513.60
6093.22
2673.83

600.00
20
4
2513.60
6530.44
6702.93
53868.5
50261.94
2
13233.37 8767.05
11910.0
7890.34
4
Đạt
Đạt
Ngang

+Tổ hợp tải trọng dùng kiểm tra:

Đơn

cầu
890.01
0.90
4000.00

• Giá trị : 0.1•f'c•bv•dv
• Cự ly cốt thép đai
• Đường kính cốt thép đai
• Số lượng cốt thép đai trong cự ly s
• Tổng diện tích cốt thép đai
• Sức kháng danh định của bê tông
• Sức kháng của cốt thép đai chịu cắt

Dọc cầu

Dọc cầu

vị
kN
mm

kN
mm
mm
mm2
kN
kN

kN
kN
kN

Đơn
vị


• Mô men tính toán :Mu
• Chiều cao mặt cắt:h
• Bề rộng mặt cắt :b
• Bề dày lớp bê tông bảo vệ :dc
• Khoảng cách từ mặt chịu nén đến trọng tâm cốt
thép chịu kéo
de
• Cốt thép chịu kéo: Đường kính :Æ
Số lượng :n
Tổng diện tích :As
• Tỷ số modul đàn hồi: n = Es/Ec
• Hàm lượng cốt thép : r = As/(b•d)
• Giá trị:k = -r•n + [(r•n)2 + 2•r•n] 0.5
• Giá trị : j = 1 - k/3
• Ứng suất trong cốt thép chịu kéo:fs = Ms/
(AS•j•d)
• Thông số bề rộng vết nứt :Z

751.72
4200.00
1795.62
100.00

3428.26
1795.62
4200.00
100.00

kN.m
mm
mm
mm

4100.00

1695.62

mm

28.00
20

mm

6.99
0.17%
0.14
0.95

28.00
46
28326.8

0
6.99
0.40%
0.21
0.93

15.62

76.74

12316.00

30000.00

• Diện tích phần bê tông bao bọc cốt thép chia
cho số cốt thép
A
• Ứng suất kéo trong cốt thép ở TTGH SD:
fsa = Z/(dc•A)1/3
• Kiểm tra :fs < fsa
• Kiểm tra :fs < 0.6•fy

17956.17

30000.0
0
18260.8
7

246.82

245.44

Đạt
Đạt

Đạt
Đạt

mm2
%

Mpa
N/mm
mm2
Mpa

5.1.3.4. Mặt cắt đáy móng

+Dữ liệu ban đầu
• Kích thước bệ móng theo phương dọc cầu

24

b,
bw

= 5.00

m

• Kích thước bệ móng theo phương ngang
cầu
• Chiều cao bệ móng

d
h

• Chiều dày lớp phủ bê tông mặt trên

dc

• Chiều dày lớp phủ bê tông mặt dưới
• Loại cọc sử dụng
• Số cọc trong móng
• Kích thước thân trụ theo phương dọc cầu
• Kích thước thân trụ theo phương ngangcầu

D
n
bp
dp

+Bảng tạo độ vị trí cọc đáy bệ
Tên
cọc
No.1
No.2
No.3

No.4

Toạ độ
X
1.50
1.50
-1.50
-1.50

Toạ độ
Y
-2.10
2.10
2.10
-2.10

Góc
đứng
0.00
0.00
0.00
0.00

Góc
bằng
0.00
0.00
0.00
0.00

+Bảng tổ hợp tải trọng tới mặt cắt đáy móng
TTGH

Sử dụng
Cường
độ I

Tải
trọng
thẳng
đứng
N (kN)
7745.2
10251.
2

Dọc cầu

Ngang cầu

Qx
(kN)
175.49

My
(kN.m)
3779.24

Qy
(kN)

80.41

Mx
(kN.m)
934.43

284.38

6260.00

33.25

88.39

25

=
6.200
= 2.00
=
0.064
=
0.183
= 1.00
= 4
= 2.00
= 3.77

m
m

m
m
m
cọc
m
m