ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẦU Trụ đặc bê tông cốt thép – T5,Loại hình móng: KhốiTiêu chuẩn thiết kế Tiêu chuẩn 22TCN272 - 05, L = 26M
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (763.39 KB, 31 trang )
TKMH THIT K CU
Bộ môn CÔNG TRìNH
I. Giới thiệu chung
Loại hình kết cấu:
Loại hình móng:
Tiêu chuẩn thiết kế
Nhịp dầm:
Vật liệu bê tông
Phần I
Số liệu thiết kế
Trụ đặc bê tông cốt thép T5
Khối
Tiêu chuẩn 22TCN272 - 05
Đỡ hai nhịp dầm giản đơn
fc = 35Mpa
II. Kết cấu phần trên
Số lợng dầm
Chiều dài dầm
Chiều dài nhịp tính toán
Trọng lợng một phiến dầm chủ
Khổ cầu
Chiều rộng toàn cầu
Chiều dày bản mặt cầu
Số làn xe
Số lề ngời đi bộ
Bề rộng lề ngời đi bộ
Trọng lợng riêng của bê tông
Số lợng dầm ngang
Diện tích trung bình một dầm ngang
Chiều rộng dầm ngang dọc cầu
Diện tích của gờ lan can
Chiều dày lớp bê tông phủ mặt cầu
Trọng lợng riêng lớp phủ mặt cầu
Chiều cao gối dầm và đá kê gối
Chiều cao dầm tính đến lớp phủ
N
L
Ls
WG
B
W
hf
n
nng
bng
w
ng
Fng
b
Flc
tap
ap
hg
hdầm
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
=
4 dầm
26,0
25,5
550
7,00
8,0
0.2
2
0
0
24,5
15
0.50
0.30
0.23
0.07
22,5
0,23
1,94
m
m
KN
m
m
m
làn
làn
m
KN/m3
dầm
m2
m
m2
m
KN/m3
m
m
III. Số liệu trụ
Loại trụ
Trụ đặc BTCT T5
Loại móng
Móng khối
Số cọc trong móng
Nc
= 4
cọc
Chiều dài cọc dự kiến
Lc
= 26
Cao độ mực nớc cao nhất
MNCN = 102,404 m
Cao độ mực nớc thấp nhất
MNTN = 91,804 m
Cao độ mực nớc thông thuyền
MNTT = 99,634 m
Cao độ mặt đất
MĐTN = 90,804 m
Chiều sâu xói chung + xói cục bộ
hxc+b
= 1,5
m
Cao độ mặt đất sau xói chung + xói cục bộ MĐSX = 89,304 m
Cao độ đỉnh móng
CĐIM = 89,304 m
Cao độ đáy móng
CĐAM = 87,304 m
Cao độ đỉnh trụ
CĐĐT = 102,904 m
Trần Quang Thắng
1
66dlcd32
TKMH THIT K CU
Bộ môn CÔNG TRìNH
IV. Vật liệu kết cấu
Bê tông trụ:
Trọng lợng riêng
Cờng độ bê tông
Mô đun đàn hồi của bê tông
Cốt thép thờng
Theo tiêu chuẩn ASTM A615
Cờng độ cốt thép
Mô đun đàn hồi của cốt thép thờng
c
fc'
Ec
= 24,5
= 35
= 30850
KN/m3
Mpa
Mpa
fy'
Es
= 420
= 200000
Mpa
MPa
V. Tải trọng thiết kế
Tải trọng thiết kế theo 22TCN272 - 05 bao gồm các tải trọng sau:
Xe tải thiết kế
Xe hai trục thiết kế
Tải trọng làn
Trần Quang Thắng
2
66dlcd32
TKMH THIẾT KẾ CẦU
Bé m«n C¤NG TR×NH
TrÇn Quang Th¾ng
KÝch thíc c¬ b¶n cña trô
3
66dlcd32
TKMH THIẾT KẾ CẦU
Bé m«n C¤NG TR×NH
KÝch thíc (m)
bh
8,000
b1
1,500
dh
2,100
db
1,5
h1
1,000
h2
0,500
bc1
4,500
dc1
1,600
hc
9,260
hd
hn
b
8,000
d
5,200
h
2,000
0,000
b2
0,000
h4
0,220
h3
0,330
b3
TrÇn Quang Th¾ng
4
66dlcd32
TKMH THIẾT KẾ CẦU
Bé m«n C¤NG TR×NH
Hình 1: Kích thước cơ bản của trụ T5
TrÇn Quang Th¾ng
5
66dlcd32
TKMH THIT K CU
Bộ môn CÔNG TRìNH
Phần II
Tính toán tải trọng
2.1. Tĩnh tải
2.1.1. Tĩnh tải kết cấu phần trên + thiết bị phụ trợ (DC)
- Trọng lợng bản thân dầm
= 2200
- Trọng lợng cột đèn
- Trọng lợng dầm ngang + mối nối
= 55,1
- Trọng lợng gờ chắn lan can
= 318,5
- Trọn lợng lan can
Tổng = 2582,05
2.1.2. Tĩnh tải lớp phủ + tiện ích (DW)
- Trọng lợng lớp phủ
= 286,65
2.1.3. Tĩnh tải kết cấu phần dới
- Tĩnh tải tiêu chuẩn bản thân trụ theo công thức P =V.
V : Thể tích các bộ phận
: Dung trọng riêng của bê tông
= 24,5
KN
KN
KN
KN
KN
KN
KN
KN/m3
Bảng tính toán tĩnh tải các bộ phận trụ
STT
1
2
3
4
5
Tên
kết cấu
Bệ trụ
Thân trụ
Xà mũ
Đá ke gối
Tờng che
Tổng
Thể tích
(m3)
83,20
80,20
23,63
0,10
0,00
187,37
Trọng lợng
(KN/m3)
2038,40
1964,98
578,81
2,35
0,00
4590,66
Bảng tổng hợp nội lực do trọng lợng bản thân trụ tại các mặt cắt
STT
1
2
3
4
5
Tên
kết cấu
Bệ trụ
Thân trụ
Xà mũ
Đá ke gối
Tờng che
Tổng
Mặt cắt đỉnh bệ
N (KN)
1964,98
578,81
2,35
0,00
2552,26
Mặt cắt đáy bệ
N (KN)
2038,40
1964,98
578,81
2,35
0,00
4590,66
2.2. Hoạt tải
Hiệu ứng của xe hai tải trục: xét 2 làn xe
Trần Quang Thắng
6
66dlcd32
TKMH THIT K CU
Bộ môn CÔNG TRìNH
110KN
110KN
1.2m
1
Tung độ
Đ.a.h
1.000
0.953
Tổng
Trục xe
(KN)
110
110
Tổng
(KN)
209,65
220,00
429,65
Hiệu ứng của một xe ba trục: xét 2 làn xe
145KN
35KN
4.3m
145KN
4.3m
1
Tung độ
Đ.a.h
1,00
0.831
0.663
Tổng
Trục xe
(KN)
145
145
35
Tổng
(KN)
290,00
241,10
46,39
577,49
Tải trọng làn thiết kế: xét 2 làn xe
9.3 KN/m
1
Diện tích đờng ảnh hởng: S = 25,5 m2
q = 9.3 KN/m2
Phản lực gối
N
Ri
(KN)
Gối trái
237,15
Trần Quang Thắng
7
66dlcd32
TKMH THIT K CU
Bộ môn CÔNG TRìNH
Gối phải
237,15
Tổng
474,3
Hiệu ứng do 2 xe tải thiết kế cách nhau 15 m
Hình 2: Xếp tả1 2 xe 3 trục thiết kế cách nhau 15m
Tính toán giá trị hoạt tải
Tung độ
Tải trọng
Phản lực
Tải trọng
Điểm
ĐAH
trục
gối Ri
1
0,663
35
46,39
2
0,831
145
241,10
3
1,000
145
290,00
Xe tải
4
0,412
35
28,82
5
0,243
145
70,51
6
0,075
145
21,61
Phản lực gối trái
577,49
Phản lực gối phải
120,94
Tổng
698,4
Hiệu ứng do hoạt tảI HL 93 lấy max của 3 trờng hợp:
+ 1 Xe 3 trục thiết kế + tải trọng làn
+ 1 xe 2 trục thiết kế + tải trọng làn
+ 90%( 2 xe 3 trục thiết kế + tải trọng làn)
vậy
Phản lực hoạt tải= 1055,46 kN
Lực cung kích 157,15kN
2.3. Tải trọng ngời đi (PL)
Cầu không bố trí ngời đi bộ
Đơn vị
kN
kN
kN
kN
kN
kN
kN
kN
2.4. Lực hãm xe (BR)
Lực hãm xe bằng 25% tổng trọng lợng xe của tất cả các làn nằm ngang
cách phía trên mặt đờng khoảng cách hBR
hBR = 1.8
m
BR = 162.5
KN
2.5. Lực ly tâm (CE)
Trần Quang Thắng
8
66dlcd32
TKMH THIT K CU
Bộ môn CÔNG TRìNH
Lực ly tâm nằm ngang cách phía trên mặt đờng khoảng cách
hCE = 1.8
CE =
P.C Với
P: Tải trọng trục xe
V: Vận tốc thiết kế đờng ô tô
g: Gia tốc trọng trờng
R: Bán kính cong của làn xe
2.6. Tải trọng gió
Gió trên hoạt tải LL
hoặc lực lắc ngang
C
=
4V 2
3gR
V
g
R
C
CE
=
=
=
=
=
16.67
9.81
0
0
Gió trên lan can
1.8 m
hCE
m
m/s
m/s2
m
m
KN/m
hlc
Gió trên kết cấu nhịp hs
hg
hb
hcb
Gió trên trụ
Lực ngang
hp
z1
Mực nứơc tính toán
hc
z2
áp lực dòng chảy
Mặt đất thiên nhiên
hsf
hso
h
h
Hình 3: Tác dộng gió ngang
Kích thớc kết cấu hứng gió
Bề rộng mặt cầu
Chiều cao dầm và bề dầy lớp phủ
Chiều cao toàn bộ kết cấu trên
Chiều cao gối cầu và đá kê gối
Chiều cao xà mũ
Chiều cao lan can
Khoảng cách từ đáy dầm đến trọng tâm chắn gió
Chiều cao thân trụ trên
Chiều cao thân trụ dới
Chiều cao bệ trụ
Bề rộng xà mũ
Bề rộng thân trụ
Chiều sâu dòng chảy
Chiều dày lớp phủ trên bệ trụ
W
hg
hs
hb
hcb
hlc
hcg
hc1
hc2
h
bh
bc
hSF
hso
8.000
1.940
2.240
0.230
1.500
0.400
0,610
1,220
9,260
2,000
8,000
4,500
2,600
1,500
Tốc độ gió thiết kế theo công thức
V = VB .S
VB: Vận tốc gió giật cơ bản trong 3 giây với chu kỳ xuất hiện 100 năm
VB = 38
S
= 1
V = 38
S: Hệ số điều chỉnh
Trần Quang Thắng
9
m/s
m/s
66dlcd32
TKMH THIT K CU
Bộ môn CÔNG TRìNH
2.6.1. Tải trọng gió tác dụng lên công trình (WS)
2.6.1.1. Tải trọng gió ngang (PD)
PD = 0.0006V2AtCd > 1.8At
KN
Với:
V: Tốc độ gió thiết kế
V = 38
m/s2
At: Diện tích kết cấu hay cấu kiện phải tính gió ngang trong trờng hợp
không có hoạt tải tác dụng
Cd: Hệ số cản
Z1: Cánh tay đòn tính đến mặt cắt xà mũ
Z2: Cánh tay đòn tính đến mặt cắt đỉnh bệ
Z3: Cánh tay đòn tính đến mặt cắt đáy bệ
Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu nhịp (2 nhịp)
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
At
208
m2
Cd
1
1.8At
374,40
kN
0.0006V2AtCd
180,21
kN
PD
374,40
kN
Z1
2,95
m
Z2
12,21
m
Z3
14,21
m
Tải trọng gió tác dụng lên xà mũ
Kí hiệu
At
Cd
1.8At
0.0006V2AtCd
PD
Z1
Z2
Z3
Giá trị
3,150
Đơn vị
m2
1.00
5,670
2,729
5,670
0,75
10,01
12,01
kN
kN
kN
m
m
m
Tải trọng gió tác dụng lên thân trụ
Kí hiệu
Trần Quang Thắng
Giá trị
10
Đơn vị
66dlcd32
TKMH THIT K CU
Bộ môn CÔNG TRìNH
At
Cd
1.8At
0.0006V2AtCd
PD
Z1
Z2
Z3
8,256
1.00
14,861
7,153
14,861
0.00
6,68
8,68
m2
kN
kN
kN
m
m
m
2.6.1.2. Tải trọng gió dọc (PD)
Vì bề mặt cản gió nhỏ nên bỏ qua tải trọng gió dọc.
2.6.1.3. Tải trọng gió ngang (PD)
PD = 0.0006V2AtCd > 1.8At
KN
Với:
V: Tốc độ gió thiết kế
V = 25
m/s2
At: Diện tích kết cấu hay cấu kiện phải tính gió ngang trong trờng hợp
không có hoạt tải tác dụng
Cd: Hệ số cản
Z1: Cánh tay đòn tính đến mặt cắt xà mũ
Z2: Cánh tay đòn tính đến mặt cắt đỉnh bệ
Z3: Cánh tay đòn tính đến mặt cắt đáy bệ
Z4: Cánh tay đòn tính đến mặt cắt thay đổi
Tải trọng gió tác dụng lên kết cấu nhịp (2 nhịp)
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
At
208
m2
Cd
1
1.8At
374,40
kN
0.0006V2AtCd
78
kN
PD
374,40
kN
Z1
2,95
m
Z2
12,21
m
Z3
14,21
m
Tải trọng gió tác dụng lên xà mũ
Kí hiệu
At
Cd
Trần Quang Thắng
Giá trị
3,150
1.00
11
Đơn vị
m2
66dlcd32
TKMH THIT K CU
Bộ môn CÔNG TRìNH
1.8At
0.0006V2AtCd
PD
Z1
Z2
Z3
5,670
1,181
5,670
0,75
10,01
12,01
kN
kN
kN
m
m
m
Tải trọng gió tác dụng lên thân trụ
Kí hiệu
At
Cd
1.8At
0.0006V2AtCd
PD
Z1
Z2
Z3
Giá trị
8,256
1.00
14,861
3,096
14,861
0.00
6,68
8,68
Đơn vị
m2
kN
kN
kN
m
m
m
2.6.2. Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ (WL)
2.6.2.1. Tải trọng gió ngang
Phải biểu thị tải trọng ngang của gió lên xe cộ bằng tải trọng phân bố 1.5
kN/m, tác dụng theo hớng nằm ngang, ngang với tim dọc kết cấu và đặt ở cao độ
1800 mm so với mặt đờng.
WL = 39 kN
2.6.2.1. Tải trọng gió dọc
Phải biểu thị tải trọng gió dọc lên xe cộ bằng tải trọng phân bố 0.75 kN/m
tác dụng nằm ngang, song song với tim dọc kết cấu và đặt ở cao độ 1800mm so
với mặt đờng. Phải truyền tải trọng cho kết cấu ở mỗi trờng hợp.
WL = 19,5 kN
2.7. tải trọng nớc
2.7.1. p lực nớc tĩnh (WA)
Trần Quang Thắng
12
66dlcd32
TKMH THIT K CU
Bộ môn CÔNG TRìNH
p lực nớc tính đợc tính theo công thức sau :
w h2
WA =
2
Trong đó: h là chiều sâu (lực này tự cân bằng không ảnh hởng đến tính toán tổ
hợp tải trọng tại đỉnh bệ và đáy bệ (không cần thiết tính cho các mực nớc
MNCN, MNTN) ở đây ta tính cho MNTT :
Ký
Đơn
Hạng mục
Giá trị
hiệu
vị
Tính tại mặt cắt đỉnh bệ
Chiều cao cột nớc từ MNTT đến đáy trụ 1
4,1
m
p lực nớc tĩnh
84,05 kN/m
Vị trí đặt lực so với đỉnh bệ
Tại mặt cắt đáy bệ
Chiều cao cột nớc từ MNTT đến đáy trụ 1
p lực nớc tĩnh
Vị trí đặt lực so với đỉnh bệ
1,37
WA
m
6,1
m
186,05 kN/m
2,03
m
2.7.2. Lực đẩy nổi B
Lực đẩy nổi tính theo công thức: B = 9.81.Vo
ng với MNTT:
Ký
hiệu
Hạng mục
Tính tại mặt cắt đỉnh bệ
Chiều ngập nớc của thân trụ 1
Diện tích mặt cắt thân trụ 1
Thể tích ngập nớc
Lực đẩy nổi
Tại mặt cắt đáy bệ
Chiều ngập nớc của thân trụ 1
Diện tích mặt cắt thân trụ 1
Thể tích trụ ngập nớc
Thể tích bệ móng ngập nớc
Tổng thể tích ngập nớc
Lực đẩy nổi
Giá trị
Đơn vị
B
4,1
6,65
27,265
272,65
m
m2
m3
kN
B
04,1
6,65
27,265
83,2
110,465
1104,65
m
m2
m3
m3
m3
kN
2.7.3. p lực dòng chảy p
2.7.3.1. p lực dòng chảy theo phơng dọc
p = 5.14.10-4CDV2
Trong đó: p: p lực nớc chảy (MPa)
CD: Hệ số cản theo phơng dọc cầu, CD = 1
V: Vận tốc nớc thiết kế tính theo lũ thiết kế, V = 2,56m/s
Hạng mục
Trụ tròn
Trần Quang Thắng
Ký hiệu
CD
V
13
Giá trị
1.00
2,56
Đơn
vị
m/s
66dlcd32
TKMH THIT K CU
Bộ môn CÔNG TRìNH
5.14.10-4CDV2
p
2,36
2,36
kN/m2
kN/m2
- Tại mặt cắt đỉnh bệ:
Tớnh ti mt ct nh b
Din tớch chn dũng ca tr
Ap
= 6,56
m2
Lc cn dc ca dũng chy
p
= 15,47
kN
im t ca lc
hp
= 2,05
m
Din tớch chn dũng ca tr
Ap
= 16,96
Lc cn dc ca dũng chy
p
= 43,42
kN
im t ca lc
hp
= 3,05
m
Tớnh ti mt ct ỏy b
2.7.3.2 áp lực dòng chảy theo phơng ngang
p = 5.1410-4CLV2
p
ỏp lc ca nc chy (MPa)
CL
H s cn ca tr theo phng ngang.
CL
0
V
Vn tc nc
thit k
V
= 2,56
m/s
p
0
kN
2.7.4 Tính hệ số phân bố ngang: (Sử dụng khi tính toán xà mũ)
2.7.4.1. Xỏc nh h s phõn b ngang theo phng phỏp ũn by
2.7.4.1.1. Xỏc nh h s phõn b ngang i vi dm biờn
- iu kin tớnh toỏn:
+ Tớnh h s PBN do ti trng ngi.
+ Tớnh h s PBN cho dm biờn do ti trng HL93 trong trng hp xp ti
trờn mt ln.
-
V tung AH ỏp lc gi R1:
Trần Quang Thắng
14
66dlcd32
TKMH THIẾT KẾ CẦU
Bé m«n C¤NG TR×NH
Hình 4: Tính hệ số phân bố ngang cho dầm biên
- Xếp tải trọng bất lợi lên ĐAH phản lực gối.
- Tính hệ số PBN đối với xe tải và xe 2 trục thiết kế.
+ Công thức tính : g =
1
∑ yi
2
+ Hệ số PBN của xe tải thiết kế và xe 2 trục thiết kế đối với dầm biên khi xếp
tải trên 1 làn :
g = m.
TrÇn Quang Th¾ng
1
1
yi = 1, 2. ( 0,88 + 0, 02 ) = 0,54
∑
2
2
15
66dlcd32
TKMH THIẾT KẾ CẦU
Bé m«n C¤NG TR×NH
- Hệ số PBN đối với tải trọng người dải đều:
- Kết quả tổng hợp hệ số PBN cho dầm biên:
Tung độ ĐAH
Xếp tải trọng
y1
Tải trọng người
y2
0,000
y3
y4
Hệ số g
0,000
0,000
Xe tải thiết kế
0,02
0,88
0,54
Xe 2 trục thiết kế
0,02
0,88
0,54
Tải trọng làn thiết
kế
0,54
2.7.4.1.2. Xác định hệ số phân bố ngang đối với dầm trong
- Tải trọng HL 93: Áp dụng cách tra bảng theo 22 TCN 272-05 được trình bày ở phần
2.7.4.2
2.7.4.2 Tính hệ số PBN đối với tải trọng HL93
2.7.4.2.1. Điều kiện tính toán
- Phương pháp tính hệ số phân bố ngang trong 22TCN272 – 05 chỉ áp dụng khi
thoả mãn các điều kiện sau:
+ Bề rộng mặt cầu không thay đổi trên suốt chiều dài nhịp.
+ Số dầm chủ ≥ 4.
+ Các dầm chủ song song với nhau và có độ cứng xấp xỉ nhau.
+ Phần hẫng của đường xe chạy ≤ 910mm trừ khi có quy định khác.
+ Mặt cắt ngang cầu phù hợp với quy định trong bảng theo quy trình.
2.7.4.2.3. Tính hệ số ngang mômen
- Điều kiện áp dụng công thức:
+ 1100 < S < 4900 mm
+ 110 < ts < 300 mm
+ 6000 < L < 7300 mm
- Hệ số phân bố ngang mômen cho dầm giữa:
+ Trường hợp có 1 làn xếp tải:
0,1
0,4
0,3
0,4
0,3
0,1
S S Kg
2100 2100
gM = 0, 06 +
÷ ÷ 3 ÷ = 0, 06 +
÷ .
÷ . ( 1) = 0, 43
4300 L Lt s
4300 25500
TrÇn Quang Th¾ng
16
66dlcd32
TKMH THIẾT KẾ CẦU
Bé m«n C¤NG TR×NH
+ Trường hợp số làn xếp tải ≥ 2 làn:
0,1
0,6
0,2
0,6
0,2
0,1
S S Kg
2100 2100
gM= 0, 075 +
÷ ÷ 3 ÷ = 0, 075 +
÷
÷ ( 1) = 0,575
2900 L Lt s
2900 25500
- Hệ số phân bố ngang cho dầm biên:
+ Trường hợp có 1 làn xếp tải: Tính theo nguyên tắc đòn bẩy đã trình bày ở
phần 2.7.4.1 ta có: g=0,54
+ Trường hợp số làn xếp tải ≥ 2 làn co : g dambien = e.g damtrong
M
Với : e = 0,77 +
M
de
= 0.77+350/2800= 0,9
2800
=> gM= 0,9x 0,54=0,515
2.7.4.2.4. Tính hệ số PBN lực cắt
- Điều kiện áp dụng công thức:
+ 1100 < S < 4900 mm
+ 110 < ts < 300 mm
+ 6000 < L < 7300 mm
- Hệ số phân bố ngang lực cắt cho dầm trong :
+ Trường hợp có 1 làn xếp tải:
g v = 0,36 +
S
= 0.36 + 2100/ 7600 = 0,636
7600
+ Trường hợp số làn xếp tải ≥ 2 làn:
gv= 0, 2 +
2
S
S = 0.2 + 2100/3600 – (2100/10700) 2 = 0,745
−
÷
3600 10700
- Hệ số phân bố ngang lực cắt cho dầm biên:
+ Trường hợp có 1 làn xếp tải: Tính theo nguyên tắc đòn bẩy: g=0,54
+ Trường hợp có số làn xếp tải ≥ 2 làn: g dambien = e.g damtrong
V
Với e = 0,60 +
V
de
= 0,6 + 350/3000 = 0,72
3000
=> gv= 0,72 x 0,745 =0,534
TrÇn Quang Th¾ng
17
66dlcd32
TKMH THIT K CU
Bộ môn CÔNG TRìNH
2.7.4.3. Tng hp h s phõn b ngang
2.7.4.3.1. H s PBN i vi dm biờn
STT
2
1 ln
3
4
Kớ hiu
gXetai
Mụmen
gM
Lc ct
gV
0,54
0,54
Mụmen
gM
0,515
Lc ct
gV
0,534
S ln
1
2 ln
Ti trng
H s
PBN
gXe2truc
0,54
gLan
0,54
0,000
0,54
0,54
0,000
0,515
0,515
0,000
0,534
gNguoi
0,534
0,000
2.7.4.3.2. H s PBN i vi dm trong
STT
2
1 ln
3
4
Kớ hiu
gXetai
Mụmen
gM
Lc ct
gLan
0,43
gNguoi
0,43
gXe2truc
0,43
gV
0,636
0,636
0,636
0
Mụmen
gM
0,575
0,575
0,575
0
Lc ct
gV
0,745
0,745
0,745
0
S ln
1
2 ln
Ti trng
H s
PBN
0
2.7.4.3.3. H s phõn b ngang tớnh toỏn
H s phõn b ngang tớnh toỏn cho dm biờn
Ti trng
H s
PBN
Kớ hiu
Mụmen
gM
Lc ct
gV
gXetai
0,54
0,534
gXe2truc
0,54
gLan
0,54
0,534
0,534
gNguoi
0
0
H s phõn b ngang tớnh toỏn cho dm trong
Ti trng
H s
PBN
Kớ hiu
gXetai
Mụmen
gM
Lc ct
gV
0,575
0,745
gXe2truc
0,575
gLan
0,575
gNguoi
0,000
0,745
0,745
0,000
Phần III
tổ hợp tải trọng tác dụng lên các mặt cắt
Trần Quang Thắng
18
66dlcd32
TKMH THIT K CU
Bộ môn CÔNG TRìNH
3.1 Tổ hợp tại mặt cắt xà mũ
Bảng tải trọng tác dụng lên mặt cắt đáy xà mũ
Ti trng
Phn lc gi do tnh ti kt cu
trờn
DC
N (kN)
ex (m)
Q (kN)
Mxy (kN.m)
1336,52
0,92
0,00
1225,15
Phn lc gi do hot ti
LL
1055,46
0,92
0,00
967,50
Phn lc gi do xung kớch
IM
157,15
0,92
0,00
144,05
Phn lc gi do ti trng ngi
PL
153,00
0,92
0,00
140,25
Phn lc gi do ti trng lp ph
DW
360,22
0,92
0,00
330,20
ỏ kờ gi
DC
2,35
0,92
0,00
2,15
Khi neo
DC
0,00
0,20
0,00
0,00
Trng lng bn thõn
DC
0,00
0,00
0,00
0,00
Giú trờn hot ti
WL
0,00
5,24
39,00
204,36
Bảng tải trọng tác dụng lên mặt cắt đáy xà mũ
TTGH
H s tI trng i
Q
My
(kN)
(kN.m)
DC
DW
LL , IM
PL
WL
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
3064,70
39,00
3013,67
I
1,25
1,50
1,75
1,75
-
4603,73
0,00
4220,09
II
1,25
1,50
-
-
-
2213,92
0,00
2029,43
III
1,25
1,50
1,35
1,35
1,00
4057,49
39,00
3923,73
S dng
Cng
Ti trng
thng ng
N (kN)
3.2 Tổ hợp tại mặt cắt đỉnh móng.
BNG TI TRNG TC DNG LấN MT CT NH MểNG
Dc
cu
Ti
trng
Cu kin + thit b ph DC
Trần Quang Thắng
H
s
DC
N (kN)
5134,31
Ngang
cu
Qy
Z1
Mx
Qx
Z1
My
(kN)
(m)
(kN-m)
(kN)
(m)
(kN-m)
0,83
19
66dlcd32
TKMH THIẾT KẾ CẦU
Bé m«n C¤NG TR×NH
γ
Lớp phủ + tiện ích DW
327,60
DW
Hoạt tảI xe LL + IM
γ LL
1212,61
γ PL
153,00
Lực đẩy nổi B
γ WA
-272,63
Áp lực dòng chảy p
Gió trên hoạt tảI WL
γ WL
2
làn/2
nhịp
TảI trọng người PL
15,47
19,50
2,05
14,73
31,71
287,24
0,00
39,00
14,73
574,47
374,40
12,21
4571,42
374,40
12,21
4571,42
Gió ngang WS
Gió tác động lên KCPT
Gió tác động lên KCPD
Gió tác động lên lan can
V thiết
kế
V=25
m/s
V thiết
kế
V=25
m/s
V thiết
kế
V=25
m/s
γ WS
V thiết
kế
V=25
m/s
V thiết
kế
V=25
m/s
V thiết
kế
V=25
m/s
γ WS
γ WS
γ WS
20,53
156,03
20,53
156,03
45,68
13,74
627,37
45,68
13,74
627,37
Gió dọc WS
Gió tác động lên lan can
Gió tác động lên KCPT
Gió tác động lên KCPD
0,00
0,00
γ WS
0,00
0,00
γ WS
Lực hãm xe dọc cầu BR
Lực ly tâm CE
15,85
123,85
15,85
123,85
162,50
γ BR
14,73
2393,63
0,00
γ CE
0,00
BẢNG TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MẶT CẮT ĐỈNH MÓNG
Hệ số tảI trọng γi
TTGH
Dọc cầu
Ngang cầu
Qy
Mx
Qx
My
(kN)
(kN-m)
(kN)
(kN-m)
1,000
1,000
γ LL, γ BR
γ CE, γ PL
1,000
0,300
1,000
1,000
6554,88
202,22
2750,56
171,18
2180,92
I
1,25
1,50
1,75
-
-
1,00
9026,46
299,84
4221,59
0,00
0,00
II
1,25
1,50
-
1,40
-
1,00
6636,65
37,66
206,14
616,85
7496,75
III
1,25
1,50
1,35
0,10
1,00
1,00
8480,22
255,93
3563,76
83,06
1109,95
Sử dụng
Cường
độ
N (kN)
γ DC
γ DW
γ WS
γ WL
γ WA
3.3 Tæ hîp t¹i mÆt c¾t ®¸y mãng
BẢNG TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MẶT CẮT ĐÁY MÓNG
Tải trọng
Hệ
số
N (kN)
Qy
(kN)
γ
Cấu kiện + thiết bị phụ
DC
Lớp phủ + tiện ích DW
Hoạt tảI xe LL + IM
TrÇn Quang Th¾ng
γ DC
γ DW
γ LL
7172,71
Dọc cầu
Z1
Mx
(m)
(kN-m)
Qx
(kN)
Ngang cầu
Z1
My
(m)
(kN-m)
0,83
327,60
1212,61
20
66dlcd32
TKMH THIẾT KẾ CẦU
Bé m«n C¤NG TR×NH
TảI trọng người PL
Lực đẩy nổi B
áp lực dòng chảy p
Gió trên hoạt tảI WL
Gió ngang WS
Gió tác động lên KCPT
2 làn/2 nhịp
γ PL
γ WA
153,00
-1104,63
43,42
19,50
γ WL
Gió tác động lên KCPD
Gió tác động lên lan can
Gió dọc WS
Gió tác động lên lan can
Gió tác động lên KCPT
Gió tác động lên KCPD
V thiết kế
V=25 m/s
V thiết kế
V=25 m/s
V thiết kế
V=25 m/s
γ WS
V thiết kế
V=25 m/s
V thiết kế
V=25 m/s
V thiết kế
V=25 m/s
γ WS
Lực hãm xe dọc cầu BR
Lực ly tâm CE
3,05
16,73
132,42
326,24
0,00
39,00
374,40
374,40
20,53
20,53
45,68
45,68
γ WS
γ WS
0,00
0,00
0,00
0,00
15,85
123,85
15,85
162,50
155,55
2718,63
γ WS
γ WS
γ BR
γ CE
16,73
16,73
652,47
14,21
14,21
5320,22
5320,22
197,09
197,09
718,72
718,72
15,74
15,74
0,00
0,00
BẢNG TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MẶT CẮT ĐÁY MÓNG
Hệ số tảI trọng γi
TTGH
N (kN)
γ DC
γ DW
γ LL, γ
γ
CE, γ
BR
γ WS
γ WL
γ WA
Dọc cầu
Qy
Mx
Ngang cầu
Qx
My
(kN)
(kN-m)
(kN)
(kN-m)
230,17
3224,7
8
171,18
2523,28
4891,05
-
-
351,23
616,85
8730,45
4145,39
83,06
1276,07
PL
Sử dụng
Cường
độ
1,000
1,000
1,000
0,300
1,000
1,000
7761,28
I
1,25
1,50
1,75
-
-
1,00
10742,46
II
1,25
1,50
-
1,40
-
1,00
8352,65
III
1,25
1,50
1,35
0,10
1,00
1,00
10196,22
327,7
9
65,61
283,8
8
PhÇn IV
KiÓm to¸n c¸c mÆt c¾t
4.1 KiÓm to¸n mÆt c¾t xµ mò A-A
1
G
lk + ∆l
G'
TrÇn Quang Th¾ng
21
66dlcd32
TKMH THIT K CU
Bộ môn CÔNG TRìNH
Hình 5: Kích thớc xà mũ trụ
D liu ban u
- B rng mt ct
b, bw
= 2,1
m
- Chiu cao mt ct
h
= 1,5
m
- Chiu dy lp ph bờ tụng
dc
= 0,10
m
de
= 1,40
m
- Chiu cao cú hiu ca mt ct
Tổng hợp nội lực tại tính toán với mặt cắt (tính toán nội lực
theo nguyên lý của cơ học kết cấu): TTGH CĐ I
Mômen My:
Lực cắt Q:
4220,088
kN.m
4603,732
kN
TTGH Sử dụng:
Mô men
Lực cắt
Ma =3031,67 kN.m
Va =3064,7 kN
4.1.1 Dữ liệu ban đầu
Cỏc d liu
Mụ men tớnh toỏn
Lc ct tớnh toỏn
Chiu cao mt ct
B rng mt ct
Din tớch mt ct
Mụ men quỏn tớnh
Ct thộp chu kộo:
Ct thộp chu nộn:
Trần Quang Thắng
K/c ti mộp bờ tụng chu kộo
ng kớnh
S lng
Tng din tớch
K/c ti mộp bờ tụng chu nộn
ng kớnh
S lng
Tng din tớch
22
Mu
Vu
h
b
Ac
Ig
dc
n
As
dc
n
A's
Giỏ tr
4,22E+06
4603,73
1500
2100
3150000
5,9E+11
50,00
16,00
15,00
2979,00
50,00
16,00
15,00
2979,00
66dlcd32
n v
kN.m
kN
mm
mm
mm2
mm4
mm
mm
thanh
mm2
mm
mm
thanh
mm2
TKMH THIT K CU
Bộ môn CÔNG TRìNH
Kim tra iu kin mnh
H s chiu di hu hiu
Chiu di chu nộn
Bỏn kớnh quỏn tớnh
T s mnh
Kim tra
Lu
r = (Ig/Ac)0.5
K.Lu/r
K.Lu/r < 22
1,00
1,50
1,36E+09
1,10E-09
B qua
de
1
hf
a
c
Mn= As*fy*(dea/2)
Mr = Mn
Mr > Mu
0,90
1450,00
0,85
20,03
23,56
mm2
mm3
4.1.2 Kiểm tra khả năng chịu uốn
Kh nng chu un
H s sc khỏng
Chiu cao lm vic ca mt ct
H s chuyn i biu ng sut
Chiu dy bn cỏnh chu nộn
Chiu dy khi ng sut tng ng = c1
Khong cỏch t trc trung ho n mt chu nộn
Sc khỏng danh nh
Sc khỏng un tớnh toỏn
Kim tra
Kim tra lng ct thộp ti
thiu
T l gia thộp chu kộo v din tớch
nguyờn
Kim tra
Kim tra lng ct thộp ti a
Lng ct thộp ti a
Kim tra
min = As/(bd)
min > 0.03f'c/f'y
c/de
c/de < 0.42
Bỏ qua điều kiện cốt thép tối thiểu.
mm
mm
mm
mm
1,80E+06
kN.m
1,62E+06
O.K
kN.m
0,10%
%
NOT O.K
0,02
O.K
4.1.3 Kiểm tra khả năng chịu cắt
Kh nng chu ct
Lc ct tớnh toỏn
H s sc khỏng
Chiu cao chu ct ca cu kin
B rng bn bng hu hiu trong chiu cao chu ct
Gúc nghiờng ca ng sut nộn chộo
Gúc nghiờng ca ct thộp ngang vi trc dc
H s ch kh nng ca bờ tụng b nt chộo truyn lc kộo
Giỏ tr
C ly ct thộp ai
ng kớnh ct thộp ai
S lng ct thộp ai trong c ly s
Tng din tớch ct thộp ai
Vu
dv
bv
0.1f'cbv
dv
s
n
Av
Sc khỏng danh nh ca bờ tụng
Vc
Sc khỏng ca ct thộp ai chu ct
Giỏ tr
Vs
0.25f'cbv
Trần Quang Thắng
23
4603,73
0,90
1400,00
2100,00
45
90
2
kN
mm
mm
10290,00
kN
600,00
D 16
13
2581,80
2887283,5
8
25301,64
25725,00
mm
mm
66dlcd32
mm2
kN
kN
kN
TKMH THIT K CU
Bộ môn CÔNG TRìNH
dv
Sc khỏng danh nh ca cu kin
Sc khỏng tớnh toỏn
Kim tra
Vn
Vr
Vr > Vu
25725,00
23152,50
O.K
kN
kN
4.1.4 Kiểm tra nứt
Kim tra nt
T hp ti trng dựng kim tra
Mụ men tớnh toỏn
T s modul n hi
thộp
S dng
Mu
n = Es/Ec
= As/
Hm lng ct thộp
(bde)
Giỏ tr
k = -n + [(n)2 + 2n]0.5
Giỏ tr
j = 1 - k/3
fs = Ms/
ng sut trong ct thộp chu kộo
(ASjde)
Thụng s b rng vt nt
Z
Din tớch phn bờ tụng bao bc ct thộp chia cho s ct
A
Z/(dcA)1/3
0,6fy
ng sut gii hn ct thộp ti TTGH S
dng fsa=min(0,6fy; Z/(dcA)1/3 )
3,01E+03
7,00
N.mm
0,00
%
0,11
0,96
225,01
N.mm
30000,00
N/mm2
14000,00
mm2
337,87
252
N/mm2
N/mm2
252
fs < min(fsa,
0.6fy)
Kim tra
N/mm2
OK
4.2 Kiểm toán mặt cắt đỉnh móng
4.2.1 Quy đổi mặt cắt
Hình 6: Quy đổi mặt cắt đỉnh móng
D liu ban u
- B rng mt ct
nguyờn
- Chiu cao mt ct nguyờn
b, bw
= 4,50
= 1,60
m
=
- Din tớch mt ct nguyờn
Ag
m2
5,48960
Quy i mt ct ngang v hỡnh ch nht cú mụ men quỏn tớnh tng ng = bh3/12 gi nguyờn b, xỏc nh
h:
- B rng mt ct
b, bw
= 1,60
m
- Chiu cao mt ct
h
= 3,43
m
- Chiu cao cú hiu ca mt ct
d
= 3,23
m
- Chiu dy lp ph
dc
= 0,20
m
bờ tụng
Trần Quang Thắng
h
m
24
66dlcd32
TKMH THIT K CU
Bộ môn CÔNG TRìNH
Bng t hp ti trng ti mt ct nh b
Dc cu
TTGH
Ti trng
thng ng
Qy
Mx
Qx
My
S dng
Cng I
Cng II
Cng III
N (kN)
6554,88
9026,46
6636,65
8480,22
(kN)
202,22
299,84
37,66
255,93
(kN.m)
2750,56
4221,59
206,14
3563,76
(kN)
171,18
616,85
83,06
(kN.m)
2180,92
7496,75
1109,95
4.2.2 Tính toán chịu nén uốn
Ngang cu
TNH TON KH NNG CHU LC CA CU KIN
CHU NẫN UN
Cng
T hp dựng kim tra l
I
Kim tra iu kin un hai chiu
Nu Pu > 0.1f'cAg thỡ kim tra theo iu
kin:
Nu Pu < 0.1f'cAg thỡ kim tra theo iu kin:
N
= 9026,46
1/Prxy = 1/Prx + 1/Pry - 1/Po
(1)
Mux/Mrx + Muy/Mry < 1.0
(2)
H s sc khỏng i vi cu kin chu nộn dc trc
Ag
Din tớch mt ct nguyờn
Ag
Pu
Lc dc trc tớnh toỏn ln nht
Pu
0.1f'c
Ag
Vy tin hnh kim toỏn theo cụng thc
kN
= 0,75
=
5489600,0
= 9026,5
m2
= 14410
kN
kN
(2)
Vi
Mrx
Sc khỏng un tớnh toỏn n trc ca mt ct theo phng dc cu
Mry
Sc khỏng un tớnh toỏn n trc ca mt ct theo phng ngang cu
Xỏc nh kh nng chu lc ca thõn tr theo cỏc hng
b
a'
F
x
RcF
RaFa
a
Trần Quang Thắng
RacF'a
25
66dlcd32
