Thiết Kế Cầu BTCT Dự Ứng Lực Đúc Hẫng Cân Bằng (Kèm Bản Vẽ Cad Full)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.57 MB, 210 trang )
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
GVHD: Thầy Nguyễn Sỹ Nguyên
NHIỆM VỤ VÀ SỐ LIỆU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1. Đề tài
: THIẾT KẾ CẦU BTCT DƯL ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG
2. Qui mô thiết kế : Vónh cửu
Tiêu chuẩn thiết kế
:22TCN272-05
Tổng chiều dài cầu
: 141 m
Trong đó:
Nhòp chính
: 70 m
Nhòp biên
: 2x45.5 m
Nhòp dẫn
: 6x40 m
Mố cầu
:2x3.85 m
Khổ cầu
: 2x1.3 + 2x0.3 + 2x5.5 = 14.2m
Trong đó:
Lề bộ hành
: 2x1.3 m
Lan can
: 2x0.3 m
Phần xe chạy
: 2x5.5 m
Tải trọng thiết kế : HL93, Người 300KG/m2
Khổ thông thuyền
Chiều cao thông thuyền
:7m
Bề rộng thông thuyền
: 50 m
Thuỷ văn:
MNCN : +1.0m
MNTT : -2.03m
MNTN : -4.25m
3. Giải pháp kết cấu nhòp :
Nhòp dẫn
: dầm SupperT40 m căng trước
Nhòp chính
: Dầm hộp BTCT DƯL đúc hẫng cân bằng 70m
Sơ đồ kết cấu nhòp
: 40 + 45.5+70+45.5 + 40 (m)
MSSV : CD06081
1
SVTH : NGUYỄN DUY NAM
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
GVHD: Thầy Nguyễn Sỹ Nguyên
4. Điều kiện đòa chất :
Lớp 1 (L1) :Sét hữu cơ lẫn cát màu xám đen :
Chiều dày lớp
: h1 = 25 m
Các chỉ tiêu cơ lý :
Trọng lượng thể tích
: γn = 1.58 T/m3.
Dung trọng đẩy nổi : γdn = 0.59 T/m3.
Lực dính
: c = 0.06 (KG/cm2).
Góc ma sát trong
: ϕ = 4.80 .
SPT trung bình
:3
Lớp 2 (L2) :Sét gầy pha cát-Sét béo lẫn cát ,màu nâu ,vàng ,xám xanh ,dẻo
cứng- nửa cứng :
Chiều dày lớp
: h2 = 14 m
Các chỉ tiêu cơ lý :
Trọng lượng thể tích
: γn = 1.87 T/m3.
Dung trọng đẩy nổi : γdn = 0.91 T/m3.
Lực dính
: c = 0.16 (KG/cm2)
Góc ma sát trong
: ϕ = 9.20.
SPT trung bình
:7
Lớp 3 (L3) : Cát pha ,màu xám vàng xám đen,kết cấu chặt vừa- rất chặt :
Chiều dày lớp
: h3 = 11 m .
Các chỉ tiêu cơ lý :
Trọng lượng thể tích
: γn = 1.959 T/m3.
Dung trọng đẩy nổi : γdn = 0.979 T/m3.
Lực dính
: c = 0.493 (KG/cm2)
Góc ma sát trong
: ϕ = 25 020’.
SPT trung bình
: 28
5. Nội dung thiết kế kỹ thuật cho phương án chính
•
Đề xuất hai phương án thiết kế cầu
•
So sánh để chọn phương án chính để thiết kế chi tiết
•
Thiết kế lan can
•
Thiết kế bản lề bộ hành
MSSV : CD06081
2
SVTH : NGUYỄN DUY NAM
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
GVHD: Thầy Nguyễn Sỹ Nguyên
•
Thiết kế bản mặt cầu
•
Thiết kế dầm chủ
•
Thiết kế mố, móng mố
•
Thiết kế trụ, móng trụ
•
Thiết kế thi công
MSSV : CD06081
3
SVTH : NGUYỄN DUY NAM
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
GVHD: Thầy Nguyễn Sỹ Nguyên
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH
I. GIỚI THIỆU VỀ CẦU BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC THI CÔNG
BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC HẪNG CÂN BẰNG.
Hiện nay, việc xây dựng cầu qua các sông rộng và sâu, có nhu cầu lưu thông
đường thuỷ lớn và điều kiện đòa chất phức tạp đang đòi hỏi phải sử dụng các loại
nhòp khẩu độ lớn. Và cầu BTCT DƯL đúc hẫng cân bằng là sự lựa chọn rất phù
hợp với yêu cầu trên do nó có nhiều ưu điểm sau: Hệ đà giáo phần lớn được treo
trên dầm và luân chuyển nên giảm đáng kể khối lượng ván khuôn đà giáo, cơ
giới hoá thi công, tăng năng suất lao động, không cản trở giao thông đường thuỷ,
đường bộ phía dưới cầu trong thời gian thi công. Các nghiên cứu về lí thuyết và
đúc kết kinh nghiệm thực tiễn trong và ngoài nước cho thấy phạm vò ứng dụng có
hiệu quả của công nghệ đúc hẫng trong khoảng từ 70m đến 150m.
Cây cầu đầu tiên được lựa chọn để thực hiện mục tiêu chuyển giao và ứng
dụng công nghệ nêu trên là cầu Phú Lương trên quốc lộ 5, tỉnh Hải Dương. Cầu
chính có sơ đồ nhòp 64.84+2x102+64.84m bằng bêtông ứng suất trước, mặt cắt
ngang gồm 2 hộp riêng biệt vách đứng, mỗi hộp rộng 11m. tổng bề rộng cầu
23m. đối tác chuyển giao là Hãng tư vấn VSL- Th Só (nay thuộc tập đoàn
Bouyge – Pháp). Đơn vò tiếp nhận về thiết kế là Tổng công ty TVTKGTVT; Đơn
vò tiếp nhận về xây dựng là Tổng công ty xây dựng công trình giao thông 1.
Sau khi đã tham khảo các kinh nghiệm thiết kế, giải quyết thi công cầ Phú
Lương và kinh nghiệm tư vấn giám sát cầu sông Gianh các kó sư tư vấn trong
nước đã mạnh dạn đi từng bước vững chắc trong việ triển khai thiết kế, giám sát
xây dựng nhiều cầu dầm hộp dạng liên tục, bêtông ứng suất trước thi công theo
phương pháp đúc hẫng cân bằng.Khẩu độ nhòp chính tư ø61m, 63m, 70m, 78m,
85m, 90m, 100m, 102m, 110m, 120m, 130m, 135m, và lớn nhất ở cầu Hàm
Luông Bến Tre. Các cầu dầm hộp đã được xây dựng trong nước ta thời gian qua
có mặt cắt ngang gồm hai, ba vách đứng hoặc hai vách xiên, bề rộng hộp thay
đổi từ 11m đến 23m với ứng suất trước nằm trong hoặc nằm ngoài bê tông.
Hình 1: Cầu Sông Gianh- Quảng Bình
MSSV : CD06081
4
SVTH : NGUYỄN DUY NAM
MỐC CAO+7.0ĐỘ0M
+9.587
M1
50
50
40000
40000
T1
50
T1
50
40000
40000
5
1
2
3
4
2
23
33
3
55
5
7
78
18
38
39
3940
4144
48
53
60 65
6768
70
7375
T2
50
50
+4.000
40000
40000
T3
T3
100
T4
T4
-3.000
Htn:+1.20
Mặt chính Cầu
-44.13 -36.13 -31.13 -25.13
A
A
Mặt bằng Cầu
409200
1
2
3
4
5
45000
Htt:+2.60
409200
22
3
33
3
55
5
77
8
18
38
39
39
4041
44
4853
60
6567
68
7073
75
Hcn:+4.20
T5
T5
B
B
-3.000
T6
+3.000
40000
40000
T7
50
T7
50
+4.000
40000
40000
-30.32 -22.32 -17.32 -11.32
MSSV : CD06081
3850
3850
5
1
2
3
4
22
33
33
55
57
7
8 18
38
39
3940
4144
4853
60 65
6768
7073
75
T8
50
T8
50
+4.000
40000
40000
+4.500
C
C
50
50
M2
M2
3850
3850
+9.587
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
GVHD: Thầy Nguyễn Sỹ Nguyên
8000
5
Hìn
h
2:
Hìn
h
dạ
ng
tổn
g
qua
ùt
cầu
300
15007000 70001500
17600 300
SVTH : NGUYỄN DUY NAM
-30.25 -22.25 -17.25 -11.25
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
VẬT LIỆU :
1.Bê tông dầm hộp:
Sử dụng bê tông có tỉ trọng thông thường.
Có hệ số giãn nở vì nhiệt: c =10.8 x 10-6/oC.
Cường độ chòu nén: f’c =50MPa.
3
Trọng lượng bê tông: γ c = 25KN / m .
1.5
fc, = 38007 MPa .
Môđun đàn hồi: Ec = 0.043γ c
Hệ số Poisson: 0.2
2.Cốt thép thường:
Cốt thép dùng trong dầm hộp,
Thép dễ hàn Mác RB500W.
Giới hạn chảy: fy =500MPa.
Môđun đàn hồi: Es = 200000 MPa .
Cốt thép dùng trong các cấu kiện còn lại như tru, mố, cọc…
Thép khó hàn Mác RB300.
Giới hạn chảy: fy =300MPa.
Môđun đàn hồi: Es = 200000 MPa .
3.Cốt thép dự ứng lực:
Mác thép M270.
Dùng tao 7 sợi 15.2mm.
Đường kính danh đònh: Ap = 140mm2.
Cường độ kéo đứt: fu =1860MPa.
Cường độ kéo chảy fy =0.9fu = 1674MPa.
Môđun đàn hồi: E p = 197000 MPa .
Lực kích : fpj = 0.74fu=1376.4MPa.
4.ng gen:
Có dạng nữa cứng và được mạ kẽm toàn bộ.
5.Neo:
Dùng neo sống.
Neo của hảng VSL kiểu EC.
6.Thanh dự ứng lực:
Dùng thép loại 2, có gờ Φ38.
Diện tích thanh: A =1134.11mm2.
Cường độ chòu kéo: fu =1035MPa.
Giới hạn chảy: fy = 0.8fu =828MPa.
Môđun đàn hồi: E p = 207000 MPa .
7.xe đúc ,ván khuôn:
Tổng trọng lượng (gồm cả ván khuôn): CE =70T.
Độ lệch tâm e = 1m so với cuối đốt phía trước.
II. TIẾN ĐỘ VÀ TRÌNH TỰ THI CÔNG:
MSSV : CD06081
NAM
6
SVTH : NGUYỄN DUY
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
Tiến độ thi công:
Tiến độï thi công của hai bên cánh hẫng là như nhau và hai trụ cùng thi công
đồng thời.
Trình tự thi công:
Đốt trên đỉnh trụ K0.
Các đốt hẫng còn lại.
Đúc trên đà giáo.
Hợp long biên
Hợp long giữa.
Hoàn thiện.
Trình tự thi công ảnh hưởng rất lớn đến nội lực trong kết cấu khi thi công.
Ta hợp long 2 nhòp biên trước rồi sau đó hợp long nhòp giữa. Trình tự thi công
như trên thì mức độ nguy hiểm cuả kết cấu rất thấp do điều chỉnh độ vồng kết
cấu lúc hợp long, mặt khác hợp long biên trước sẽ có thể di chuyển máy móc vật
liệu từ bờ ra dễ dàng.
Cách căng kéo cáp:
Neo dùng đều là neo sống.
Việc căng kéo cáp phải đảm bảo tính đối xứng qua tim dọc cầu.
Căng từng đầu một.
MSSV : CD06081
NAM
7
SVTH : NGUYỄN DUY
trên đàĐúgic oạùo n
Đốt K9
NGÀY
ngày (4 ng
ày
bảo dưỡn
g)
Đốt K8
20 ngày
bảo (dưỡ10 nngàg) y
mỗi GĐ:
10
trên Đúđỉnchđoạtrụn
30 ngày
bảo (dưỡ15 nngàg) y
10
mỗi GĐ:
ỡng)
aỳ bảo dư
ngày (4 ng
hoàCôn60tnhgiengàtänácy
20 ngày
bảo (dưỡ10 nngàg) y
mỗi GĐ: 10
ngày (4 ng
ày bảo dư
ỡng)
trênĐúđỉnchđoạtrunï
30 ngày
bảo (dưỡ15 nngàg) y
10 ngày
mỗi GĐ:
ûo dưỡng)
(4 ngày ba
Đốt K4
Đốt K3
Đốt K8
Đốt K9
Đốt K4
8
Đốt K3
30 ngày
bảo (dưỡ15 nngàg) y
20 ngày
bảo (dưỡ10 nngàg) y
Đốt K8
MSSV : CD06081
NAM
Đốt K9
160170150
140130
120110
10090
708060
5040
30
1020
trên đàĐúgic oạùo n
30 ngày
bảo (dưỡ15 nngàg) y
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
Đốt K1
Đốt K2
Đốt K3
Đốt K4
Đốt K5
Đốt K6
Đốt K7
Đốt K8
Đốt K7
Đốt K6
Đốt K5
Hìn
h
3:
Tiế
n
độ
thi
côn
g
đúc
hẫ
ng
SVTH : NGUYỄN DUY
Đốt K9
HLB
Đốt K7
Đốt K6
Đốt K5
Đốt K2
Đốt K1
Đốt K2
Đốt K1
Đốt K1
Đốt K2
Đốt K3
Đốt K4
Đốt K5
Đốt K6
Đốt K7
HLB
MSSV : CD06081
NAM
Bước 4: Thi công hợp long nhòp giữa.
Dỡ bỏ xe đúc, trụ tạm.
Lắp bộ ván khuôn lên 2 đàu cánh hẫng.
Thi công đốt hợp long nhòp giữa.
Bảo dưỡng và kéo cáp chòu momen dương ơ giữa nhòp.
Bước 3: Thi công hợp long nhòp biên.
Tháo đồng thời các xe đúc ra khỏi cánh hẫng khi
kéo cáp xong đốt K9.
Gắn xe đúc lên giàn giáo trên trụ tạm.
Bảo dưỡng và kéo cáp chòu momen dương ơ nhòp
biên.
Dỡ bỏ liên kết tạm ở trụ và thay bằng gối vónh cửu.
Bước 2: Thi công các đốt đúc hẫng còn lại.
Di chuyển xe đúc , lắp cốt thép thường, ống gen.
Đổ bê tông và bảo dưỡng.
Kéo cáp chòu momen âm.
Bước 1: Thi công đốt K0 trên đỉnh trụ.
Lắp giàn giáo ván khuôn cốt thép.
Đổ bê tông và bảo dưỡng.
Kéo cáp chòu momen âm trên đỉnh trụ.
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
9
Hìn
h
4:
Trì
nh
tự
thi
côn
g
cầu
CHƯƠNG II
SVTH : NGUYỄN DUY
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CẦU
I. NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ:
Các giải pháp kết cầu được đề xuất dựa trên các nguyên tắc chủ yếu sau:
+ Thiết kế cầu phải phù hợp với quy hoạch tổng thể.
+ Mặt cắt ngang cầu phù hợp với mặt cắt ngang đường và phải dựa trên kết
quả điều tra lưu lượng xe và tính toán dự báo nhu cầu vận tải trong khu vực.
+ Bảo đảm khổ tónh không thông thuyền và tónh không xe chạy cho các
đường chạy dưới.
+ Kết cấu cầu phù hợp với khả năng thi công của các nhà thầu Việt Nam.
+ Thời gian thi công ngắn, thi công thuận tiện.
+ Hạn chế tối đa tác động tới môi trường.
+ Thuận tiện cho công tác duy tu bảo dưỡng.
+ Kiểu dáng kiến trúc phù hợp với cảnh quan khu vực xây dựng.
II. CÁC PHƯƠNG ÁN KHẨU ĐỘ NHỊP CHÍNH:
Trên cơ sở nghiên cứu các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật, mỹ thuật, đặc điểm
đòa hình lòng sông, đòa chất, thuỷ văn, yêu cầu thông thuyền như trên có thể
nghiên cứu lựa chọn một số dạng kết cấu nhòp chính với khẩu độ nhòp phù hợp
như sau:
Phương án I: Cầu dầm hộp bê tông dự ứng lực đúc hẫng cân bằng.
Phương án II: Cầu vòm thép nhồi bê tông.
So sánh các phương án:
+ Để có căn cứ lựa chọn giải pháp kết cấu cầu nên xem xét và đánh giá các
phương án dựa trên 5 điều kiện dưới đây:
+ Kinh tế.
+ Chiều cao nền đắp đầu cầu.
+ Điều kiện thi công (mức độ đơn giản, kiểm soát thi công, thời gian thi
công).
+ Duy tu bảo dưỡng.
+ Mức độ an toàn về va tầu.
+ Tính thẩm mỹ kiến trúc.
Bảng so sánh các phương án thiết kế cầu
MSSV : CD06081
NAM
10
SVTH : NGUYỄN DUY
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
Yếu tố so
sánh
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
Cầu dầm hộp bê tông DUL
Cầu vòm ống thép nhồi bê tông
(I)
(II)
Đặc điểm
kết cấu
Khẩu độ nhòp chính L=70m là
khẩu độ nhòp cầu đúc hẫng vừa
phải ở Việt Nam. Chiều cao dầm
tại vò trí trụ H1=4,0m, tại giữa
nhòp
H2=2,0m.
Kết cấu có độ cứng lớn nhất, chòu
tác dụng của tải trọng gió tốt nhất
Khẩu độ nhòp chính L=70m.
ổn đònh đối với tác động của gió
kém hơn phương án I.
Chỉ tiêu giá
thành 1 m2
mặt cầu
23,374 triệu đồng
~ 30 triệu đồng
Điều kiện
thi công
Thi công đơn giản nhất trong các
phương án kết cấu. Đây là khẩu
độ dầm đúc hẫng đã từng xây
dựng tại một số cầu. Thi công kết
cấu phần dưới phức tạp tương
đương phương án (II)
Thi công phức tạp hơn phương án
I. Đây cũng là loại hình kết cấu
mới ở Việt Nam. Thi công kết cấu
phần dưới phức tạp tương đương
phương án (I)
Hầu như không phải duy tu bảo
Duy tu bảo
dưỡng vì toàn bộ kết cấu là bê
dưỡng
tông
Phải bảo dưỡng cáp, neo, vòm
thép phức tạp hơn phương án I.
Mức độ an
Xác suất va tầu
toàn về va
phương án (II).
tầu
Xác suất va tầu tương đương
phương án (I).
tương đương
Mức độ ảnh
hưởng không Không ảnh hưởng tới không lưu
lưu
Thẩm mỹ
kiến trúc
Thẩm mỹ không ưu thế bằng
phương án (II).
Ảnh hưởng tới không lưu vì chiều
cao vòm lớn. Nếu thi công dùng
dây thiên tuyến sẽ ảnh hưởng
nhiều hơn nữa trong thời gian thi
công.
Kết cấu thanh mảnh, tính thẩm mỹ
tốt hơn phương án (I).
Nhận xét, kết luận:
MSSV : CD06081
NAM
11
SVTH : NGUYỄN DUY
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
Từ các phân tích, so sánh trên đây, có thể rút ra một số nhận xét sau:
+ Phương án I là phương án có giá thành xây dựng, duy tu, bảo dưỡng thấp
nhất, đồng thời đảm bảo các yêu cầu về giao thông đường thủy, tính thẩm
mỹ kiến trúc cũng đáp ứng được một số tiêu chí nhất đònh, phù hợp với cảnh
quan khu vực. Đây cũng là phương án thi công thuận lợi nhất do hầu hết các
nhà thầu xây dựng cầu ở Việt Nam đã thi công quen thuộc, do đó dễ dàng
đảm bảo chất lượng và tiến độ thi công.
+ Phương án II là phương án có giá thành xây dựng cao hơn phương án I
nhưng chi phí duy tu bảo dưỡng lại cao hơn. Mức độ phức tạp trong thi công
kết cấu phần dưới tương đương phương án I nhưng thi công kết cấu phần
trên lại phức tạp hơn. Đây cũng là loại hình kết cấu mới, ở Việt Nam chỉ có
một số ít nhà thầu đã từng tham gia thi công, do đó sẽ khó khăn trong đảm
bảo chất lượng.
Từ những nhận xét nêu trên, ta chọn phương án I với kết cấu cầu BTCT
DƯL thi công đúc hẫng cân bằng, khẩu độ nhòp chính L=70m để xây dựng cầu.
CHƯƠNG III
THIẾT KẾ SƠ BỘ KẾT CẤU NHỊP CHÍNH
I. SƠ BỘ CHỌN CÁC THÔNG SỐ PHẦN KẾT CẤU NHỊP.
+ Chiều dài nhòp giữa 70m. chiều dài nhòp biên bằng 0.65 -> 0.7 chiều dài
nhòp chính nên ta chọn chiều dài nhòp biên 45.5m.
+ Do B=14.2m nên ta chọn mặt cắt ngang hai hộp chung vách đứng giữa, hai
vách ngoài xiên, cao đôï đáy thay đổi theo đường cong parabol.
+ Độ dốc ngang cầu in=1.5%.
+ Độ dốc dọc cầu id=3.5%.
+ Đốt hợp long nhòp giữa: 2m.
+ Đốt hợp long nhòp biên : 2m.
+ Đốt thi công trên đỉnh trụ K0 dài: 12m.
+ Chiều dài đoạn đúc trên đà giáo : ddg = 9.5 m
+ Số đốt ngắn trung gian : n = 7 đốt , chiều dài mỗi đốt : d = 3 m.
+ Số đốt trung gian còn lai : n = 2 đốt , chiều dài mỗi đốt d = 3.5 m.
Sơ đồ phân chia dầm:
13
12
11
10'
MSSV : CD06081
NAM
K7
K8
K9
HL
K10
K11
K12
14
9'
8'
6'
K3
K4
K5
K6
7'
5'
4'
2'
K1
K0
K1
K2
3'
1'
0
12
1
K2
2
K5
K4
K3
3
4
5
K7
K6
6
7
K8
8
K9
HL
9
SVTH : NGUYỄN DUY
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
Hình 5: Sơ đồø phân chia đốt
Các kích thước của mặt cắt ngang hộp:
B
tm
bvtn
hvtn
hvtg
bvtg
wg
hvd
bvd
bvdg
hb
hvdg
H
bvtt
w
hvtt
ts
Bo
b
Hình 6: Mặt cắt ngang tổng quát
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Bộ phận dầm hộp
Kí hiệu Giá trò (mm)
Chiều rộng toàn bộ nắp hộp (kể cả bản hẫng)
B
14200
Chiều dày không đổi của nắp hộp
ts
250
Chiều rộng nắp hộp (ko kể bản hẫng)
Bo
7600
Chiều rộng phần vút trên (phía trong)
bvtt
1000
Chiều cao phần vút trên (phía trong)
hvtt
300
Chiều rộng phần vút trên (phía ngoài)
bvtn
500
Chiều cao phần vút trên (phía ngoài)
hvtn
200
Chiều rộng phần vút trên (giữa)
bvtg
1000
Chiều cao phần vút trên (giữa)
hvtg
300
Chiều rộng phần vút dưới (giữa)
bvdg
1000
Chiều cao phần vút dưới (giữa)
hvdg
300
Chiều dày tại đầu mút cánh hẫng
tm
250
Bề dày thành hộp bên
wb
400
Bề dày thành hộp giữa
wg
300
Chiều rộng phần vút dưới
bvd
600
Chiều cao phần vút dưới
hvd
400
Chiều cao tại mặt cắt gối
Hg
4000
Chiều cao tại mặt cắt giữa nhòp
Hgn
2000
Chiều dày bản đáy tại mặt cắt gối
bg
700
Chiều dày bản đáy tại mặt cắt giữa nhòp
bgn
250
Bề rộng bản đáy tại gối
b
6000
MSSV : CD06081
NAM
13
SVTH : NGUYỄN DUY
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
4000
400
40 0
1000
250
300
400
3400
1000
600
2000
500
600
200
1000
300
250
300
14200
3000
Hình 7: Mặt cắt ngang cầu.
II. XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG CONG ĐÁY DẦM:
+ Giả thiết đáy dầm thay đổi theo phương trình parabol , đỉnh đường parabol
tại mặt cắt giữa nhòp.
+ Cung Parabol cắt trục hoành tại sát gối cầu bên trái và trục hoành 90.
+ Gốc tọa độ nằm ở mép trụ.
+ Phương trình có dạng ax2 + bx +c
Y
2.0
0
X
Xác đònh đường biên dưới đáy dầm:
Đường cong parabol đi qua gốc tọa độ (0,0) vậy c =0, và có đỉnh là
(32500,2000).
Nên ta có hệ phương trình:
65000a + b = 0
9
1.056 × 10 a + 32500b = 2000
Giải hệ phương trình trên ta được:
a = −1.8935 × 10 −6
b = 0.12308
−6 2
Phương trình đường cong đáy dầm: y = −1.8935 × 10 x + 0.12308 x
MSSV : CD06081
NAM
14
SVTH : NGUYỄN DUY
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
Xác đònh đường biên trên đáy dầm:
Đường cong parabol đi qua điểm (0,700) vậy c =700, và có đỉnh là
(32500,2250).
Nên ta có hệ phương trình:
65000 a + b = 0
9
1.056 × 10 a + 32500 b = 1550
Giải hệ phương trình trên ta được:
a = −1.4675 × 10 −6
b = 0.09538
−6 2
Phương trình đường cong đáy dầm: y = −1.4675 × 10 x + 0.09538 x + 700
III. TÍNH CÁC ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC CỦA TIẾT DIỆN:
Đặc trưng hình học của tiết diện được xác đònh theo công thức:
Diện tích mặt cắt ngang.
1
∑ ( xi − xi+1 ).( yi − yi+1 )
2
A=
Toạ độ trọng tâm mặt cắt.
yc =
1
( xi − xi +1 ).( yi2 + yi .yi +1 + yi2+1 )
∑
6A
Mô men tónh của mặt cắt đối với trục x.
Sx =
1
( xi − xi +1 ).( yi2 + yi .yi +1 + yi2+1 )
∑
6
Mô men quán tính đối với trục trung hoà.
Ix =
1
( xi − xi +1 ).( yi3 + yi2 .yi +1 + yi .yi2+1 + yi3+1 )
∑
12
Trong đó: i,i+1,… các điểm gấp khúc liên tục tạo nên dầm hộp.
x
y
Hình 8: Cách đánh số để tính đặc trưng hình học
Tính toán các giá trò trên bằng chương trình excel ta được bảng kết quả sau:
Chiều dài
Số hiệu
mặt cắt
đốt li
(mm)
Chiều cao Diện tích Momen tónh
dầm (mm) A (mm2) S (mm3)
MSSV : CD06081
NAM
15
Toạ độ Trọng
trọng tâm so
tâm đáy dầm
ytg (mm) ybg (mm)
Ix (mm4)
Ith (mm4)
SVTH : NGUYỄN DUY
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
0-0
0
4000
12850322 2.4144E+10
1879
2121
7.60748E+13 3.0713E+13
1-1
6000
3484
11799235 1.8665E+10
1582
1903
5.09183E+13 2.1393E+13
2-2
3000
3183
11165740 1.5745E+10
1410
1773
3.90215E+13 1.6819E+13
3-3
3000
2916
10591848 1.3341E+10
1260
1657
3.00813E+13 1.3278E+13
4-4
3000
2684
10081920 1.1392E+10
1130
1554
2.34456E+13 1.0573E+13
5-5
3000
2485
9639760 9841939346 1021
1464
1.85878E+13 8.5394E+12
6-6
3000
2320
9268615 8639491272
932
1388
1.50936E+13 7.0405E+12
7-7
3000
2189
8971176 7739944146
863
1327
1.26464E+13 5.9687E+12
8-8
3000
2093
8749577 7106444185
812
1281
1.10134E+13 5.2415E+12
9-9
3500
2023
8588972 6666732623
776
1247
9.9258E+12 4.7511E+12
10-10
3500
2000
8535265 6523314683
764
1236
9.57945E+12 4.5938E+12
Việc tính toán đặc trưng hình học với tiết diện nguyên này rất cần thiết cho
việc tính toán sơ bộ trong giai đoạn thi công và khai thác để xác đònh tónh tải rồi
sau đó thiết kế nội lực và tính ra số bó thép dự ứng lực cần thiết.
Tuy nhiên các kiểm toán sau này chúng ta sở dụng đặc trưng hình học tính
đổi. Và việc quy đổi đó dựa trên nguyên tắc sau:
Đổi từ tiết diện hình hộp , hình phức tạp sang tiết diện chữ I có:
Chiều cao bằng chiều cao hình hộp.
Chiều dày sườn dầm bằng tổng chiều dày sườn dầm hộp.
Diện tích bằng diện tích bằng diện tích tham gia làm việc của dầm hộp. Với
diện tích tham gia làm việc của dầm hộp bao gồm toàn bộ các bộ phận nằm trong
phạm vi hộp và một phần của hai cánh hẫng.
,
Phần diện tích của cánh hẫng tham gia làm việc có chiều dài 6hc (chiều dày
trung bình của cánh hẫng) tính từ điểm cắt của đường kéo thẳng theo mặt ngoài
thành hộp với mặt nắp hộp.
tm + ts + hvtt 250 + 250 + 300
=
= 400mm .
2
2
bt = B − 2(lh − 6hc, )
hc, =
Với : lh chiều dài cánh hẫng. lh = (B-Bo)/2 = (14200-7600)/2 =3300mm.
ht =
Ft
bt
bd = b ⇒ hd =
MSSV : CD06081
NAM
Fd
bd
16
SVTH : NGUYỄN DUY
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
B
6hc'
hvd
ht
bt
tm
Ft
H
hvtn
bv tn
Fd
bvd
wg
bvdg
hb
w
bvtg
hvtg
hvtt
Ft
hvdg
H
bvtt
bw
hd
Bo
ts
6hc'
Fd
bd
b
Hình 9: Tiết diện trước và sau khi quy đổi.
Quy đổi tiết diện cho từng mặt cắt ta được kết quả:
Số hiệu
mặt cắt
H (mm)
bw (mm)
bt (mm)
ht (mm)
bd (mm)
hd (mm)
0-0
4000
1100
12400
383.89
6000.00
870.39
1-1
3484
1100
12400
383.89
6206.20
743.94
2-2
3183
1100
12400
383.89
6326.63
670.80
3-3
2916
1100
12400
383.89
6433.42
606.35
4-4
2684
1100
12400
383.89
6526.58
550.42
5-5
2485
1100
12400
383.89
6606.11
502.89
6-6
2320
1100
12400
383.89
6672.00
463.65
7-7
2189
1100
12400
383.89
6724.26
432.61
8-8
2093
1100
12400
383.89
6762.89
409.72
9-9
10-10
2023
2000
1100
1100
12400
12400
383.89
383.89
6790.72
6800.00
393.26
387.77
Số hiệu
mặt cắt
A (mm2)
S (mm3)
yt (mm)
yb (mm)
I (mm4)
0-0
13002881 24836224107
1910.06
2089.94
30708213231886
1-1
11969630 19334191017
1615.27
1869.23
21472444371028
2-2
11345773 16391757842
1444.75
1738.69
16930287985623
3-3
10779979 13961880194
1295.17
1621.28
13409935306698
4-4
10276787 11986938535
1166.41
1517.14
10717191740380
5-5
9840146 10412201541
1058.13
1426.60
8689226941038
6-6
9473418
969.84
1350.16
7192538809290
MSSV : CD06081
NAM
9187664204
17
SVTH : NGUYỄN DUY
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
7-7
9179385
8269608755
900.89
1288.46
6120800465966
8-8
8960250
7621892868
850.63
1242.15
5392731352612
9-9
10-10
8801392
8748262
7171665503
7024692886
814.83
802.98
1208.36
1197.02
4901244196443
4743509315158
Vì quá trình thi công cầu đúc hẫng trải qua nhiều giai đoạn khác nhau, qua
mỗi giai đoạn thì các đặc trưng vật liệu ( cường độ chòu nén, môđun đàn hồi…) và
đặc trưng hình học tiết diện (diện tích, momen quán tính…) lại thay đổi.
Đặc trưng vật liệu:
t
fc,
α + βt
Cường độ của bê tông:
fci, =
Môđun đàn hồi bê tông:
Eci = 0.043γ1.5
fci,
c
Tỉ số môđun giữa cáp DƯL và BT: n ps =
Ep
Eci
Trong đó: α,β hệ số phụ thuộc vào loại xi măng và cách bảo dưỡng.
α = 4, β = 0.85: Xi măng loại I và bảo dưỡng ẩm.
t tuổi của bê tông tính đến thời điểm khảo sát, đơn vò ngày.
Ta tính đặc trưng vật liệu của đốt K0 lúc căng cáp đốt K1. Còn các giai đoạn
khác ta tính toán tương tự.
40
× 50 = 47.619 MPa .
4 + 0.85 × 40
1.5
Môđun đàn hồi bê tông: Eci = 0.043 × 2500 47.619 = 37091MPa .
200000
= 5.311 .
Tỉ số môđun giữa cáp DƯL và BT: n ps =
27091
,
Cường độ bê tông: fci =
f'c
(MPa)
Lúc căng cáp đốt
K0
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
K9
HL biên
HL giữa
K0
50.00
50.00 50.0050.0050.0050.0050.0050.0050.0050.00
50.00
50.00
K1
0.00
40.00 47.6250.0050.0050.0050.0050.0050.0050.00
50.00
50.00
K2
0.00
0.00 40.0047.6250.0050.0050.0050.0050.0050.00
50.00
50.00
K3
0.00
0.00
0.00 40.0047.6250.0050.0050.0050.0050.00
50.00
50.00
K4
0.00
0.00
0.00 0.00 40.0047.6250.0050.0050.0050.00
50.00
50.00
K5
0.00
0.00
0.00 0.00 0.00 40.0047.6250.0050.0050.00
50.00
50.00
K6
0.00
0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 40.0047.6250.0050.00
50.00
50.00
K7
0.00
0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 40.0047.6250.00
50.00
50.00
K8
0.00
0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 40.0047.62
50.00
50.00
K9
0.00
0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 40.00
50.00
50.00
HL biên
HL giữa
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
47.62
0.00
50.00
47.62
MSSV : CD06081
NAM
18
SVTH : NGUYỄN DUY
MSSV : CD06081
NAM
38006.99
37091.02
37091.02
33994.48
K9
HL biên
HL giữa
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
19
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
37091.02
37091.02 38006.99
33994.48 38006.99 38006.99
33994.48 37091.02 38006.99 38006.99
K9
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.31
5.80
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
33994.48 37091.02 38006.99 38006.99 38006.99
K8
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.31
5.80
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
K7
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.31
5.80
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
33994.48 37091.02 38006.99 38006.99 38006.99 38006.99
K6
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.31
5.80
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
33994.48 37091.02 38006.99 38006.99 38006.99 38006.99 38006.99
K5
5.18
5.18
5.18
5.18
5.31
5.80
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
K4
5.18
5.18
5.18
5.31
5.80
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
38006.99 38006.99 38006.99 38006.99 38006.99 38006.99 38006.99
38006.99 38006.99 38006.99 38006.99 38006.99 38006.99 38006.99
38006.99 38006.99 38006.99 38006.99 38006.99 38006.99 38006.99
K3
5.18
5.18
5.31
5.80
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
33994.48 37091.02 38006.99 38006.99 38006.99 38006.99 38006.99 38006.99
38006.99
38006.99
K8
K2
5.18
5.31
5.80
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
38006.99 38006.99 38006.99 38006.99 38006.99 38006.99 38006.99
K7
npi (MPa)
0.00
38006.99
K6
K1
5.18
5.80
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
38006.99
K5
K0
5.18
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
K4
K0
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
K9
HL biên
HL giữa
K3
cáp đốtLúc căng
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
Lúc căng cáp đốt
HL biên
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.31
0.00
HL giữa
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.18
5.31
SVTH : NGUYỄN DUY
0.00
0.00
HL giữa
0.00
0.00
0.00
HL biên
0.00
0.00
0.00
K9
0.00
0.00
0.00
K8
0.00
0.00
0.00
K7
0.00
0.00
0.00
K6
0.00
0.00
0.00
K5
0.00
0.00
0.00
K4
0.00
0.00
0.00
K3
0.00
33994.48
0.00
K2
0.00
0.00
33994.48 37091.02
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
K1
38006.99
38006.99 38006.99
K0
Eci (MPa)
của đốt
K0
K1
K2
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
CHƯƠNG IV
TÍNH TOÁN LAN CAN
I.
HÌNH DẠNG KẾT CẤU:
d90 x t3.5
375
tấm n3 dày
5mm
220
tấm n4 dày
5mm
d70 x t3.5
200
200
25
220
1065
865
d70 x t3.5
Hình 57: Cấu tạo lan can
Thông số thiết kế lan can:
+Cường độ bê tông:
+ Trọng lượng đơn vò bê tông:
+Cường độ chảy cốt thép:
+Cường độ chòu kéo của cột lan can:
+ Trọng lượng đơn vò thép:
+Ống thép n1:
MSSV : CD06081
NAM
20
f’c =30 MPa.
γ c = 24.5KN / m 3 .
fy =280 MPa.
fy =280 MPa.
γ s = 78KN / m 3
Φ90xt3.5
SVTH : NGUYỄN DUY
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
+Ống thép n2:
Φ70xt3.5
Thông số hình học của lan can.
+Chiều cao phầøn bê tông đặt lan can:
+Khoảng cách từ mặt BT đến tim thanh lan can:
+Khoảng cách 2 thanh lan can dưới:
+Khoảng cách 2 lan can ở trên:
+Tổng lan can:
II.
1.
200 mm.
220 mm.
220 mm.
375 mm.
1065 mm.
TẢI TRỌNG TÁC DỤNG:
Trọng lượng bản thân:
ng thép n1: Φ90xt3.5
q1 =
π 2
π
78
D − d 2 ) γ s = × ( 902 − 832 ) × 6 = 0.074 N / mm
(
4
4
10
Ống thép n2: Φ70xt3.5
q2 =
π 2
π
78
D − d 2 ) γ s = × ( 702 − 632 ) × 6 = 0.057 N / mm
(
4
4
10
Thép tấm n3: 150x5x2120mm.
Q3 = 150 × 5 × 2120 ×
78
= 124 N
106
Toàn cầu có 206 cột với khoảng cách 2000m, cầu dài 411500mm.
⇒ q3 =
124 × 206
= 0.062 N / mm
411500
Thép tấm n4: 180x5x1060mm.
Q 4 = 180 × 5 × 1060 ×
⇒ q4 =
78
= 74.41N
106
74.41× 206
= 0.037 N / mm
411500
Thép tấm n5: 180x25x150mm.
Q 4 = 180 × 25 × 150 ×
⇒ q4 =
78
= 52.65N
106
52.65 × 206
= 0.026 N / mm
411500
Tổng trọng lượng bản thân lan can:
qDC 3 = ∑ qi = 0.074 × 2 + 0.057 + 0.062 + 0.037 + 0.026 = 0.26 N / mm
2.
Hoạt tải:
Hoạt tải tính cho lan can người đi là một tải trọng phân bố đều có cường độ
w=0.37 N/mm theo cả hai phương thảng đứng và nằm ngang, tác dụng đồng thời
lên các bộ phận. Đồng thời lan can phải được tính với tải trọng tập trung 890 N,
có thể tác dụng đồng thời với tải trọng phân bố trên.
MSSV : CD06081
NAM
21
SVTH : NGUYỄN DUY
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
III.
KIỂM TOÁN LAN CAN:
1.
Kiểm toán thanh lan can n1:
Sơ đồ tính toán thanh n1:
83
P =890 N
90
DClc = 0.074N/mm
w = 0.37N/mm
2000
Hình 58: Sơ đồ tính toán thanh n1.
Tải trọng tác dụng lên thanh:
Theo phương đứng.
DClc = qlc = 0.074 N / mm
Tónh tải: Trọng lượng bản thân:
ω = 0.37 N / mm
Hoạt tải: Tải trọng phân bố:
Tải trọng tập trung:
P =890 N.
Theo phương ngang.
ω = 0.37 N / mm
Hoạt tải: Tải trọng phân bố:
Tải trọng tập trung:
P =890 N.
Nội lực tác dụng lên thanh lan can n1 theo phương thẳng đứng:
Momen do tónh tải tại giữa mặt cắt.
M DC =
qlc l 2 0.074 × 20002
=
= 37000 Nmm
8
8
Momen do hoạt tải tại giữa mặt cắt.
M PL =
ωl 2 Pl 0.37 × 20002 890 × 2000
+ =
+
= 600000 Nmm
8
4
8
4
Nội lực tác dụng lên thanh lan can n1 theo phương thẳng ngang:
Momen do hoạt tải tại giữa mặt cắt.
ωl 2 Pl 0.37 × 20002 890 × 2000
+ =
+
= 600000 Nmm
8
4
8
4
Lan can thỏa mãn điều kiện chòu lực khi: ΦMn ≥ Mu
M PL =
Trong đó: Φ là hệ số sức kháng. Φ= 0.9
Tính Mu:
Mu = M d2 + Mn2
Với Md là momen tổng cộng do ngoại lực gây ra ở TT GHCĐ.
Md = η∑ γ i Mi = 0.95 ( 1.25 × 37000 + 1.75 × 6 × 105 ) = 1091313 Nmm
Mn là momen tổng cộng do ngoại lực gây ra ở TT GHCĐ.
MSSV : CD06081
NAM
22
SVTH : NGUYỄN DUY
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
Mn = η∑ γ i Mi = 0.95 ( 1.75 × 6 × 10 5 ) = 1047375 Nmm
η là hệ số điều chỉnh tải trọng. η = 0.95
γi là hệ số tải trọng (γ=1.25 cho tónh tải, γ=1.75 cho hoạt tải)
⇒ Mu = 10913132 + 1512600 2 = 1512600 Nmm
Tính Mn sức kháng của tiết diện:
Mn = f y × S
Trong đó: S là momen kháng uốn của tiết diện
S=
π
π
D 3 − d 3 ) = ( 903 − 833 ) = 15434mm 3
(
32
32
Lan can làm bằng thép có: fy =280 MPa.
⇒ Mn = 280 × 15434 = 4321520 Nmm
⇒ ΦMn = 0.9 × 4321520 = 3889368 Nmm
Kiểm tra điều kiện: ΦMn = 3889368Nmm ≥ Mu = 1512600 Nmm
Kết luận: thanh lan can n1 đảm bảo khả năng chòu lực.
Kiểm toán thanh lan can n2:
Sơ đồ tính toán thanh n2:
P =890 N
63
DClc = 0.057N/mm
70
2.
w = 0.37N/mm
2000
Hình 59: Sơ đồ tính toán thanh n2.
Tải trọng tác dụng lên thanh:
Theo phương đứng.
DClc = qlc = 0.054 N / mm
Tónh tải: Trọng lượng bản thân:
ω = 0.37 N / mm
Hoạt tải: Tải trọng phân bố:
Tải trọng tập trung:
P =890 N.
Theo phương ngang.
ω = 0.37 N / mm
Hoạt tải: Tải trọng phân bố:
Tải trọng tập trung:
P =890 N.
Nội lực tác dụng lên thanh lan can n1 theo phương thẳng đứng:
Momen do tónh tải tại giữa mặt cắt.
M DC =
qlc l 2 0.057 × 20002
=
= 28500 Nmm
8
8
Momen do hoạt tải tại giữa mặt cắt.
MSSV : CD06081
NAM
23
SVTH : NGUYỄN DUY
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
M PL =
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
ωl 2 Pl 0.37 × 20002 890 × 2000
+ =
+
= 600000 Nmm
8
4
8
4
Nội lực tác dụng lên thanh lan can n1 theo phương thẳng ngang:
Momen do hoạt tải tại giữa mặt cắt.
ωl 2 Pl 0.37 × 20002 890 × 2000
+ =
+
= 600000 Nmm
8
4
8
4
Lan can thỏa mãn điều kiện chòu lực khi: ΦMn ≥ Mu
M PL =
Trong đó: Φ là hệ số sức kháng. Φ= 0.9
Tính Mu:
Mu = M d2 + Mn2
Với Md là momen tổng cộng do ngoại lực gây ra ở TT GHCĐ.
Md = η∑ γ i Mi = 0.95 ( 1.25 × 28500 + 1.75 × 6 × 10 5 ) = 1081219 Nmm
Mn là momen tổng cộng do ngoại lực gây ra ở TT GHCĐ.
Mn = η∑ γ i Mi = 0.95 ( 1.75 × 6 × 10 5 ) = 1047375 Nmm
η là hệ số điều chỉnh tải trọng. η = 0.95
γi là hệ số tải trọng (γ=1.25 cho tónh tải, γ=1.75 cho hoạt tải)
⇒ Mu = 10812192 + 1512600 2 = 1505333 Nmm
Tính Mn sức kháng của tiết diện:
Mn = f y × S
Trong đó: S là momen kháng uốn của tiết diện
S=
π
π
D 3 − d 3 ) = ( 703 − 633 ) = 9126mm3
(
32
32
Lan can làm bằng thép có: fy =280 MPa.
⇒ Mn = 280 × 9126 = 2555280 Nmm
⇒ ΦMn = 0.9 × 2555280 = 2299752 Nmm
Kiểm tra điều kiện: ΦMn = 2299752 Nmm ≥ Mu = 1505333Nmm
Kết luận: thanh lan can n2 đảm bảo khả năng chòu lực.
3.
Kiểm toán trụ lan can thép:
Sơ đồ tính:
MSSV : CD06081
NAM
24
SVTH : NGUYỄN DUY
ĐATN: CHUYÊN NGÀNH CẦU
NGUN
GVHD : Th.S NGUYỄN SỸ
P =1630 N
220
440
P =1630 N
5
150
815
P =1630 N
I
5
I
180
5
Hình 60: Sơ đồ tính của trụ lan can.
Bỏ qua các lực thẳng đứng tác dụng vào trụ lan can, ta chỉ tính với các lực
ngang. Giá trò lực ngang: P = ωl + P = 0.37 × 2000 + 890 = 1630 N
Kiểm toán tại mặt cắt chân lan can (I-I) có momen lớn nhất.
Nội lực tại mặt cắt I-I:
M I − I = P ( l1 + l2 + l3 ) = 890 ( 220 + 440 + 815 ) = 2404250 N
Trụ lan can thỏa mãn điều kiện chòu lực khi: ΦMn ≥ Mu
Trong đó: Φ là hệ số sức kháng. Φ= 0.9
Tính Mu: Mu = η∑ γ i Mi =0.95 ( 1.75 × 2404250 ) = 3786694 Nmm
Tính Mn sức kháng của tiết diện:
Mn = f y × S
Trong đó: S là momen kháng uốn của tiết diện
150 × 53
5 × 1703
2
+ 87.52 × 750 ÷+
12
12
I
S= =
= 150384mm3
Y
90
Lan can làm bằng thép có: fy =280 MPa.
⇒ Mn = 280 × 150384 = 42107520 Nmm
⇒ ΦMn = 0.9 × 42107520 = 37896768 Nmm
Kiểm tra điều kiện: ΦMn = 37896768Nmm ≥ Mu = 3786694 Nmm
Kết luận: trụ lan can đảm bảo khả năng chòu lực.
CHƯƠNG V
TÍNH TOÁN LỀ BỘ HÀNH
I. HÌNH DẠNG KẾT CẤU:
MSSV : CD06081
NAM
25
SVTH : NGUYỄN DUY
