Bảng tính trụ thân cột Mathcad + Midas civil
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.22 MB, 38 trang )
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
THUYET MINH TINH TRU
nội dung bản tính
i. giới thiệu chung
1. Số liệu chung
2. Kết cấu phần trên
3. Vật liệu kết cấu
4. Tải trọng thiết kế
ii. các tải trọng tác dụng lên trụ
1. Tĩnh tải (DW)
2. Hoạt tải (LL)
3. Tải trọng ngời đi bộ (PL)
4. Lực hãm xe (BR)
5. Lực ly tâm (CE)
6. Tải trọng gió (WL, WS)
7. Tải trọng nớc (WA)
8. Tải trọng do va xô tu thuyền (CV)
9. Tải trọng động đất (EQ)
iii. tổ hợp các tải trọng tác dụng
iv. mô hình hoá midas 7.01 tính toán nội lực trụ
v. Kiểm toán theo các trạng thái giới hạn
Trang:-1-
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
THUYET MINH TINH TRU
i. giới thiệu chung
1. giới thiệu chung
Tên công trình:
đờng vo ubnd phờng bình trng đông
Hạng mục kết cấu:
kết cấu phần dới
Loại hình kết cấu:
Trụ thân cột bêtông cốt thép
Tiêu chuẩn thiết kế:
22 TCN 272 - 05
Nhịp dầm:
Dầm giản đơn bản rỗng 18.0m
Thông số về khổ cầu:
Bề rộng mặt xe chạy:
B1 := 12m
Bề rộng lề bộ hnh:
B2 := 3.5m
Bề rộng lan can:
B3 := 0.5m
Tổng bề rộng mặt cầu:
B := B1 + 2 B2 + B3 = 20 m
(
)
Các đơn vị tính toán:
Đơn vị di:
m
Đơn vị góc:
rad
Đơn vị khối lợng:
kg
Đơn vị lực:
kN
Đơn vị ứng suất:
kN
m
2
2. Kết cấu phần trên
2.1. Các thông số cơ bản
Loại dầm:
Dầm bản rỗng 18.0m
Số lợng dầm:
n := 20
Khoảng cách giữa các dầm:
S := 1m
Chiều di đoạn hẫng:
Sk := 0.5m
Chiều di ton dầm:
Lb := 18m
Khoảng cách từ đầu dầm đến tim gối:
a := 0.3m
Chiều di tính toán:
Ls := Lb 2 a = 17.4 m
Chiều cao dầm chủ:
h := 0.65m
Chiều dy bản mặt cầu:
hf := 0.1m
Trang:-2-
dầm
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
THUYET MINH TINH TRU
Chiều cao gờ đỡ lan can:
hg := 0.77m
Chiều cao lan can:
hlc := 1.13m
Số ln xe thiết kế:
B1
nlan := round
, 0
3.5m
hệ số ln thiết kế:
mlan :=
mlan = 0.85
1.2 if nlan = 1
1 if nlan = 2
0.85 if nlan = 3
0.65 otherwise
2.2. các thông số kích thớc trụ cầu
Hình 1.1: Các kích thớc cơ bản của trụ cầu
Kí hiệu
Giá trị (m)
Kí hiệu
Giá trị (m)
X1
X2
X3
X4
X5
B1
B2
B3
B4
0.6
0.6
16
20
1.7
0.5
1
17.6
18.6
B5
C1
C2
C3
G1
G2
S
Sk
a
3.4
1.2
3.5
3.6
0.9
1.3
1
0.5
0.62
Bảng 1.1: Các thông số kích thớc cơ bản
3. Các thông số vật liệu sử dụng
Cấp bêtông trụ thiết kế:
Trang:-3-
f'c := 30MPa
nlan = 3
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
THUYET MINH TINH TRU
c := 24.5
Trọng lợng riêng của bêtông:
kN
m
3
(22 TCN 272 - 05 5.4.3.2)
Môđul đn hồi của bêtông:
Ec = 0.043 c
1.5
4
f'c
Ec = 2.856 ì 10 MPa
Vật liệu mặt cầu:
Chiều dy
Bêtông Asphalt
Lớp phòng nớc
Trọng lợng riêng
t1 := 0.05m
1 := 23.5
t2 := 0.004m
2 := 18
n := 10
Trọng lợng riêng của nớc:
kN
m
3
Cốt thép thờng:
Sử dụng cốt thép theo tiêu chuẩn ASTM A615 với các thông số sau:
Cờng độ cốt thép;
fy := 420MPa
Môđul đn hồi của cốt thép: Es := 200000MPa
4. tải trọng thiết kế
Tải trọng thiết kế theo tiêu chuẩn 22 TCN 272 - 05 bao gồm các tải trọng nh sau:
HL93 - Xe tải thiết kế
Xe tải thiết kế có cấu tạo nh hình vẽ:
35 kN
4300 mm
145 kN
4300 mm tới 900mm
145 kN
600 mm nói chung
300mm mút thừa của mặt cầu
Ln thiết kế 3600 mm
HL93 - Tải trọng ln
Trang:-4-
kN
m
kN
m
3
3
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
Lμ mét lμn t¶i träng ph©n bè ®Òu:
•
HL93 - Xe hai trôc thiÕt kÕ
Trang:-5-
THUYET MINH TINH TRU
q := 9.3
kN
m
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
THUYET MINH TINH TRU
ii. các tải trọng tác dụng lên trụ
1. tĩnh tải tác dụng (dc)
1.1. Tĩnh tải kết cấu phần trên + thiết bị phụ (DC)
Diện tích mặt cắt ngang dầm:
Ab := 0.515m
2
Diện tích mặt cắt ngang gờ chân lan can:
Agc := 0.365m
2
Diện tích mặt cắt ngang tấm đan vỉa hè:
Atd := 0.491m
2
Diện tích mặt cắt ngang mối nối dầm:
Amn := 0.0324m
2
Hình 2.1: Mặt cắt ngang dầm bản DƯL
Các thnh phần tĩnh tải tác dụng:
- Trọng lợng bản thân dầm:
DCb := Ab Lb c
DCb = 227.115 kN
- Trọng lợng bản mặt cầu;
DCmc := S hf Lb c
DCmc = 44.1 kN
- Trọng lợng cột đèn:
DCcột := 9.7kN
- Trọng lợng gờ chân lan can:
DCgc := Agc Lb c
DCgc = 160.965 kN
- Trọng lợng phần thép lan can:
DCst := 2
kN
L
m b
DCst = 36 kN
- Trọng lợng mối nối các dầm
DCmn := Amn Lb c
- Trọng lợng phần tấm đan vỉa hè:
Trang:-6-
DCmn = 14.288 kN
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
DCtd :=
THUYET MINH TINH TRU
Atd Lb c
DCtd = 61.866
B2
kN
m
Tĩnh tải lớp phủ + các tiện ích (DW)
- Tĩnh tải lớp bêtông Asphalt:
DWAt := S t1 Lb 1
DWAt = 21.15 kN
- Tĩnh tải lớp phòng nớc:
DWnu := S t2 Lb 2
DWnu = 1.296 kN
- Tĩnh tải lớp phủ:
DW := DWAt + DWnu
DW = 22.446 kN
1.1.1. Phản lực gối đối với dầm giữa
- Phản lực do tĩnh tải:
DCg := DCb + DCmc + DCmn
DCg = 285.503 kN
- Phản lực do lớp phủ:
DWg := DW
DWg = 22.446 kN
1.1.2. Phản lực gối đối với dầm biên
Tung độ
y1 =
Giá trị
1.25
Bảng 2.1: Bảng tung độ ĐAH phản lực gối
Hình 2.2: Sơ đồ tính phản lực gối cho dầm biên
- Phản lực do tĩnh tải:
Sk
DCmc
DCb := DCb + DCmc 2
+ DCcột +
+ DCgc + DCst y1 + DCtd 0.5 1 S
S
2
(
DCb = 580.104 kN
- Phản lực do lớp phủ:
DWb := DW
DWb = 22.446 kN
1.2. Trọng lợng đá kê gối, thớt gối
Chiều dy trung bình của một đá kê gối:
Trang:-7-
hđá := 17.8cm
)
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
THUYET MINH TINH TRU
DCđá := G1 G2 hđá c
Trọng lợng của một đá kê gối:
DCđá = 5.102 kN
Sử dụng gối cao su có kích thớc: 35x50x5cm với trọng
lợng của một thớt gối nh sau:
DCgối := 0.2kN
Tổng trọng lợng của đá kê gối v thớt gối sẽ l: DCđ_gối := DCđá + DCgối
DCđ_gối = 5.302 kN
2. hoạt tải v ngời đi bộ
2.1. hoạt tải theo phơng dọc cầu xếp trên một ln
WL = 9.3 KN/m
35 KN
145 KN
145 KN
110 KN
4.3 m
35 KN
145 KN
110 KN
4.3 m
15.0 m
4.3 m
4.3 m
1.2
1
2
145 KN
7
4
5
6
3
Hình 2.3: Sơ đồ xếp tải HL 93 theo phơng dọc cầu
T íNH TOáN G íA TRị HOạT T ảI
Điểm
Tung độ Tải trọng Phản lực 2nhịp/1nhịp Mômen Mx 2nhịp/1nhịp
Tải trọng
1
0.506
35.0
17.70
17.70
5.49
5.49
2
0.753
145.0
109.17
109.17
33.84
33.84
3
1.000
145.0
145.00
145.00
44.95
44.95
Xe tải
4
0.138
35.0
4.83
-1.50
5
145.0
0.00
6
145.0
0.00
7
0.931
110.0
102.41
102.41
31.75
31.75
Xe hai trục
3
1.000
110.0
110.00
110.00
34.10
34.10
WL
17.4
9.3
161.82
80.91
14.16
Tải trọng ln
Do xe tải
276.7
271.9
82.78
84.28
Tổng cộng Tổng Ri
Do xe hai trục
212.41
212.41
65.85
65.85
Bảng 2.2: Bảng tính toán các giá trị hoạt tải
Trang:-8-
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
THUYET MINH TINH TRU
2.2. Ngời đi bộ theo phơng dọc cầu xếp trên 1 ln
qnd = 3 KN/m2
PLt
PLp
Ls = 17.4 m
Ls =17.4 m
1
Hình 2.4: Sơ đồ phân bố tải trọng ngời đi bộ theo phơng dọc cầu
Tải trọng tiêu chuẩn ngời đi bộ:
PL := 3
kN
m
2
Bng := 3.5m
Bề rộng lề ngời đi bộ:
Phản lực gối do tải trọng ngời đi bộ xếp trên hai nhịp dọc cầu:
Rng2 := PL Bng Lb
Rng2 = 189 kN
Phản lực gối do tải trọng ngời đi bộ xếp trên một nhịp dọc cầu:
Rng1 :=
Rng2
2
2.3. Theo phơng ngang cầu xếp tải trên 3 ln đúng tâm
Hình 2.5:Sơ đồ xếp tải 3 ln đúng tâm
Trang:-9-
Rng1 = 94.5 kN
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
THUYET MINH TINH TRU
y (m)
Gi¸ trÞ
w (m2)
Gi¸ trÞ
y1
y2
y3
y4
y5
0.4
0.6
0.6
0.4
0.6
w1
w2
w3
w4
w5
w6
w7
w8
w9
w10
0.5
1
1
0.875
0.125
0.5
1
1
1
1
B¶ng 2.3: B¶ng tæng hîp c¸c gÝa trÞ tõ §AH ph¶n lùc
Ph¶n lùc lªn c¸c gèi
XÕp trªn 1 nhÞp
(TH2)
XÕp trªn 2 nhÞp
(TH1)
Gèi
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ho¹t t¶i
P (kN)
Mx (kN.m)
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
96.144
27.594
157.701
27.594
157.701
27.594
123.114
27.594
157.701
27.594
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
81.452
32.813
128.920
32.813
128.920
32.813
94.937
32.813
128.920
32.813
Ng−êi
P (kN)
94.500
189.000
189
165.375
23.625
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
47.250
94.500
94.5
82.688
11.813
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
B¶ng 2.4: B¶ng tæng hîp ph¶n lùc lªn c¸c gèi
2.4. Theo ph−¬ng ngang cÇu xÕp t¶i trªn 3 lμn lÖch t©m vÒ phÝa h¹ l−u
Trang:-10-
Mx (kN.m)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
14.648
29.295
29.295
25.633
3.662
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
THUYET MINH TINH TRU
Hình 2.6: Sơ đồ xếp tải 3 ln lệch tâm
y (m)
y1
y2
y3
y4
y5
y6
y7
Giá trị
0.9
0.1
0.9
0.9
0.1
0.1
0.9
w (m2)
w1
w2
w3
w4
w5
w6
w7
w8
w9
w10
w11
Giá trị
0.5
1
1
0.875
0.125
1
1
1
1
1
1
Bảng 2.5: Bảng tổng hợp các giá trị từ ĐAH phản lực
Phản lực lên các gối
TH3
Gối
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Hoạt tải
P (kN)
Mx (kN.m)
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
0.000
6.743
0.000
209.581
0.000
71.233
27.594
209.581
27.594
209.581
27.594
88.527
27.594
209.581
27.594
Ngời
P (kN)
Mx (kN.m)
94.500
0
189.000
0
189.000
0
165.375
0
23.625
0
0.000
0
0.000
0
0.000
0
0.000
0
0.000
0
Bảng 2.6: Bảng tổng hợp phản lực lên các gối
3. lực hãm xe
(22 TCN 272 - 05 3.6.4)
Lực hãm xe lấy bằng 25% tổng trọng lợng các trục xe hay xe hai trục thiết kế của tất cả các ln
Trang:-11-
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
THUYET MINH TINH TRU
hBR := 1.8m
Lực hãm xe nằm ngang cách phía trên mặt đờng khoảng cách:
Tổng giá trị lực hãm xe đợc tính:
BR := 0.25 nlan mlan ( 2 145kN + 35kN)
BR = 207.188 kN
BR
Hx :=
= 10.359 kN
n
Phản lực lên 20 gối do lực hãm xe l nh nhau v đợc tính bằng:
4. Lực ly tâm
(22 TCN 272 - 05 3.6.3)
hCE := 1.8m
Lực ly tâm nằm ngang cách phía trên mặt đờng một khoảng cách:
Lực ly tâm đợc xác định theo công thức:
CE = P C
2
4 V
C=
3 gR
Trong đó: P: l tải trọng trục xe
V: Vận tốc thiết kế đờng ôtô, V = 60km/h
V := 16.67
m
s
g: Gia tốc trọng trờng
g = 9.807
m
s
R: Bán kính cong của ln xe
2
R=
Từ đây xác định đợc hệ số C = 0 v lực ly tâm CE := 0
5. Tải trọng gió tác dụng
(22 TCN 272 - 05 3.8.1)
KíCH THƯớc kết cấu hứng gió (m)
Bề rộng mặt cầu
Chiều cao dầm v bề dy lớp phủ
W
hg
20.00
0.17
Chiều cao ton bộ kết cấu phần trên
hs
1.42
Chiều cao gối cầu v đá kê gối
hb
0.25
Chiều cao x mũ
hcb
1.20
Chiều cao lan can
hlc
1.13
Khoảng cách từ đáy dầm đến trọng tâm chắn gió của kết c ấu phần trên
hcg
0.71
Chiều cao thân trụ
hc
3.50
Bề rộng x mũ
bh
20.00
Bề rộng thân trụ
bc
1.20
Bảng 2.7: Các thông số của kết cấu hứng gió
Tốc độ gió thiết kế tính theo công thức:
Trong đó:
V = V B S
m
VB : Tốc độ gió giật cơ bản VB := 53
s
S: Hệ số điều chỉnh đối với khu đất chịu gió S := 1.00 (22 TCN 272 - 05 3.8.1.1-1)
Trang:-12-
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
THUYET MINH TINH TRU
V := VB S
Từ đây xác định đợc tốc độ gió thiết kế nh sau:
V = 53
m
s
(22 TCN 272 - 05 3.8.1.2)
5.1. Tải trọng gió tác dụng lên công trình (WS)
5.1.1. Tải trọng gió ngang (PD)
Tải trọng gió ngang PD phải đợc lấy theo chiều tác dụng nằm ngang v đặt tại trọng tâm của các
phần diện tích thích hợp v đợc tính theo công thức nh sau:
2 t
PD = 0.0006 V A Cd 1.8 At
(kN)
m
s
At : diện tích kết cấu hay cấu kiện phải tính gió ngang trạng thái không có hoạt tải tác dụng
V = 53
Trong đó: V: vận tốc gió thiết kế
Cd :Hệ số cản quy định trong hình 3.8.1.2.1-1 22 TCN 272-05
Bộ phận
Kết cấu nhịp
Lan can
X mũ
Thân trụ
At
m2
25.56
20.34
2.040
4.200
Cd
1.8*At
kN
46.01
36.61
3.672
7.560
1
0.80
1.000
1.000
0.0006*V2AtCd
kN
43.08
27.42
3.44
7.08
PD
kN
46.01
36.61
3.672
7.560
Bảng 2.8: Tổng hợp các tải trọng gió ngang PD tác dụng lên các bộ phận
5.1.2. Tải trọng gió dọc
Tải trọng gió dọc lấy bằng 0.25 lần tải trọng gió ngang tơng ứng
At
m2
24.000
16.800
Bộ phận
X mũ
Thân trụ
Cd
1.000
1.000
1.8At
kN
43.200
30.240
0.0006*V2 AtCd
kN
40.450
28.315
PD
kN
10.800
7.560
Bảng 2.9: Tổng hợp các tải trọng gió dọc tác dụng lên các bộ phận
5.1.3. Tải trọng gió ngang (PD) với tốc độ gió 25m/s
Tải trọng gió đợc tính với tốc độ gió 25m/s, xác định theo công thức:
2 t
PD = 0.0006 V A Cd 1.8 At
(kN)
m
s
At : diện tích kết cấu hay cấu kiện phải tính gió ngang trạng thái không có hoạt tải tác dụng
V := 25
Trong đó: V: vận tốc gió thiết kế
Cd :Hệ số cản quy định trong hình 3.8.1.2.1-1 22 TCN
272-05
A
C
1.8A
0.0006V2 A C
Bộ phận
Kết cấu nhịp
Lan can
X mũ
Thân trụ
Trang:-13-
t
m2
25.560
20.340
2.040
4.200
d
1.000
0.800
1.000
1.000
t
kN
46.008
36.612
3.672
7.560
t
kN
9.585
7.628
0.765
1.575
d
PD
kN
46.008
36.612
3.672
7.560
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
THUYET MINH TINH TRU
Bảng 2.10: Tổng hợp các tải trọng gió ngang PD với V = 25m/s tác dụng lên các bộ phận
5.1.4. Tải trọng gió dọc với tốc độ gió 25m/s
Tải trọng gió dọc lấy bằng 0.25 lần tải trọng gió ngang tơng ứng
At
m2
24.000
16.800
Bộ phận
X mũ
Thân trụ
Cd
1.000
1.000
1.8At
kN
43.200
30.240
0.0006V2 AtCd
kN
9.000
6.300
PD
kN
10.800
7.560
Bảng 2.9: Tổng hợp các tải trọng gió dọc tác dụng lên các bộ phận
5.2. Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ (WL)
5.2.1. Tải trọng gió ngang
kN
Tải trọng gió ngang tác dụng lên xe cộ biểu thị bằng tải trọng phân bố có cờng độ: wn := 1.5
m
Điểm đặt lực tác dụng cách mặt đờng:
hWL := 1.8m
Tổng tải trọng gió ngang tác dụng lên xe cộ:
WL := wn Lb
Tải trọng gió ngang tác dụng lên mỗi gối:
WL1 :=
WL
n
WL = 27 kN
WL1 = 1.35 kN
5.2.2. Tải trọng gió dọc
Tải trọng gió dọc tác dụng lên xe cộ biểu thị bằng tải trọng phân bố có cờng độ:
Điểm đặt lực tác dụng cách mặt đờng:
hWL := 1.8m
Tổng tải trọng gió dọc tác dụng lên xe cộ:
WL := wd Lb
Tải trọng gió ngang tác dụng lên mỗi gối:
WL2 :=
WL
n
kN
wd := 0.75
m
WL = 13.5 kN
WL2 = 0.675 kN
6. tải trọng nớc
6.1. áp lực nớc tĩnh (WA)
(22 TCN 272 - 05 3.7.1)
Các thông số tính toán thuỷ văn
Cao độ mực nớc cao nhất:
MNCN := 1.41m
Cao độ mực nớc thông thuyền:
MNTT := 1.35m
Cao độ mực nớc thấp nhất:
MNTN := 2.34m
Cao độ đỉnh móng:
CĐIM := 2.59m
Cao độ đáy móng:
CĐAM := 4.09m
áp lực tĩnh của nớc đợc giả thiết l tác động thẳng góc với mặt cản nớc. áp lực đợc tính toán
bằng tích của chiều cao mặt nớc phía trên điểm tính nhân với tỷ trọng của nớc v gia tốc trọng
trờng. Thực hiện việc tính toán với mực nớc cao nhất
Chiều cao tính từ mực nớc cao nhất đến:
Trang:-14-
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
THUYET MINH TINH TRU
Đỉnh móng:
h1 := MNCN CĐIM
h1 = 4 m
Đáy móng:
h2 := MNCN CĐAM
h2 = 5.5 m
áp lực tĩnh tính toán đối với mặt cắt:
Đỉnh móng:
WA1 := h1 n
kN
WA1 = 40
2
m
Đáy móng:
WA2 := h2 n
kN
WA2 = 55
2
m
(22 TCN 272 - 05 3.7.2)
6.2. Lực đẩy nổi (B)
Lực đẩy nổi l một lực đẩy hớng lên trên đợc lấy bằng tổng của các thnh phần thẳng đứng của áp
lực tĩnh tác dụng lên tất cả các bộ phận nằm dới mực nớc thiết kế. Thực hiện tính toán với mực nớc
thấp nhất
Chiều cao tính từ mực nớc thấp nhất đến:
Đỉnh móng:
h'1 := MNTN CĐIM
h'1 = 0.25 m
Đáy móng:
h'2 := MNTN CĐAM
h'2 = 1.75 m
Thể tích phần kết cấu ngập trong nớc tính đến:
2
Đỉnh móng:
C1
V1 := h'1
4
4
Đáy móng:
V2 := V1 + B2 B4 + 0.5 B3 + B4 B1 B5
V1 = 1.131 m
(
V2 = 253.241 m
3
)
3
Lực đẩy nổi tác dụng lên các thnh phần trụ ngập trong nớc
Thân trụ:
Bt := V1 n
Bt = 11.31 kN
Bệ trụ:
Bb := V2 n
Bb = 2532.41 kN
6.3. áp lực dòng chảy (p)
6.3.1. áp lực dòng chảy theo phơng dọc
(22 TCN 272 - 05 3.7.3)
Theo phơng dọc của kết cấu, áp lực dòng chảy đợc tính theo công thức
p = 5.14 10
4
CD V
2
(22 TCN 272 - 05 3.7.3.1-1)
Trong đó:
p: áp lực dòng chảy
CD : Hệ số cản của trụ lấy theo bảng 3.7.3.1-1 22 TCN 272 - 05
với trụ đợc bo tròn lấy CD := 0.7
V: Vận tốc thiết kế tính theo lũ thiết kế cho xói ở trạng thái giới hạn cờng độ v sử dụng v
theo lũ kiểm tra xói khi tính theo trạng thái giới hạn đặc biệt. Chọn vận tốc thiết kế cho xói l:
Trang:-15-
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
THUYET MINH TINH TRU
V := 2.5
m
s
Xác định đợc áp lực của dòng chảy nh sau:
p = 5.14 10
4
CD V
2
p = 2.249
kN
m
2
áp lực dòng chảy theo phơng dọc tính đối với mặt cắt đỉnh bệ nh sau:
Diện tích chắn dòng của trụ (tính với mực nớc cao nhất):
Ap1 := h1 C1
Ap1 = 4.8 m
2
Lực cản dọc của dòng chảy:
Fd1 := p Ap1
Fd1 = 10.794 kN
Điểm đặt của lực:
h1
hd1 :=
2
hd1 = 2 m
áp lực dòng chảy theo phơng dọc tính đối với mặt cắt đáy bệ nh sau:
Diện tích chắn dòng của trụ (tính với mực nớc cao nhất):
(
)
Ap2 := Ap1 + B1 + B2 B5
Ap2 = 18.4 m
2
Lực cản dọc của dòng chảy:
Fd2 := p Ap2
Fd2 = 41.377 kN
Điểm đặt của lực:
h2
hd2 :=
2
hd2 = 2.75 m
6.3.2. áp lực dòng chảy theo phơng ngang
áp lực dòng chảy theo phơng ngang phân bố đều trên kết cấu phần dới do dòng chảy lệch
với chiều dọc của trụ một góc đợc xác định theo công thức:
p = 5.14 10
4
CL V
2
(22 TCN 272 - 05 3.7.3.2-1)
Trong đó:
p: áp lực dòng chảy theo phơng ngang
CL :Hệ số cản của trụ theo phơng ngang
Với cầu thiết kế có trục vuông góc với dòng chảy, khi đó góc := 0, tra bảng xác
định hệ số cản của trụ theo phơng ngang: CL := 0
V: Vận tốc nớc thiết kế
V = 2.5
m
s
Xác định đợc áp lực dòng chảy theo phơng ngang nh sau: p := 0
7. Tải trọng do tu thuyền va xô
kN
m
2
Do đoạn sông Giồng Ông Tố m cầu đi qua không có yêu cầu về thông thuyền nên với tải trọng va xô
tu thuyền không đợc xét đến khi tính toán trụ
8. tải trọng do động đất
Trang:-16-
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
Kí
Hiệu
A
S
R
Tm
Csm
L
ez
Tmx
Tmy
Csmx
Csmy
Nx_B
Ny_B
Mx_B
My_B
diễn giải
cách tính
giá trị
tính
Vùng động đất
Cấp động đất
Hệ số gia tốc động đất
?t:
Hệ số thực địa
Lo?i
III
Hệ số điều chỉnh ứng xử
Chu kì dao động riêng
Tm=2pi(m.L^3/3000.Ec.I)^0.5
Hệ số đáp ứng động đất đn hồi
Csm=1.2AS/Tm^2/3?2.5A
Động đất tác dụng lên các cấu kiện
X mũ trụ
Tĩnh tảI tác dụng tại các mặt cắt:
Mômen quán tính theo phơng X
Mômen quán tính theo phơng Y
Khoảng cách từ mặt cầu đến mặt cắt
Cánh tay đòn (xét mặt cắt chân thân trụ)
Chu kỳ dao động riêng theo phơng X:
Chu kỳ dao động riêng theo phơng Y:
Hệ số đáp ứng động đất đn hồi theo phơng X:
Hệ số đáp ứng đn hồi theo phơng Y:
Lực động đất theo phơng X:
Lực động đất theo phơng Y:
Mômen theo phơng X:
Mômen theo phơng Y:
Bảng 2.10: Bảng tổng hợp phân tích động đất cho trụ
Trang:-17-
THUYET MINH TINH TRU
Đơn
vị
I
6
0.09
1.50
1.50
sec
2620.66
0.311
1.922
1.47
3.65
0.112
0.045
0.225
0.225
393.10
393.10
1434.81
1434.81
kN
m4
m4
m
m
sec
sec
kN
kN
kN.m
kN.m
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
THUYET MINH TINH TRU
iii. tổ hợp tải trọng tác dụng lên trụ
1. Các thnh phần lực tác dụng lên trụ
Tổng hợp các thnh phần lực tác dụng lên trụ sẽ bao gồm:
Phản lực gối do kết cấu phần trên
Phản lực gối do lớp phủ
Phản lực gối do đá kê gối v gối cầu
Hoạt tải + Ngời xếp hai ln đúng tâm trên hai nhịp
Hoạt tải + Ngời xếp hai ln đúng tâm trên một nhịp
Hoạt tải xếp hai ln hai nhịp lệch về phía hạ lu + Ngời
Lực hãm xe
Tải trọng gió tác dụng lên công trình (KCPT) > 25m/s
Tải trọng gió tác dụng lên công trình (KCPT) = 25m/s
Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ
2. Tổ hợp v hệ số tải trọng
Tổ hợp
TTGH
Cờng độ I
Cờng độ II
Cờng độ III
Đặc biệt
Sử dụng
DC, DW
gp
gp
gp
gp
1.00
PL, LL
IM, BR
1.75
1.35
0.50
1.00
WS
WL
EQ
1.40
0.40
0.30
1.00
1.00
1.00
-
Bảng 3.1: Tổ hợp tải trọng v các hệ số tải trọng
Lấy hệ số p max/min = 1.25/0.9 cho tải trọng DC
Lấy hệ số p max/min = 1.5/0.65 cho tải trọng DW
Trang:-18-
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
THUYET MINH TINH TRU
iv. Tính nội lực trụ bằng chơng trình midas civil 7.0.1
1. chọn đơn vị tính
Trọng lơng:
kN
Chiều di:
m
2. Tạo thuộc tính
2.1. Chọn vật liệu
Chọn vật liệu bêtông:
Model - Properties - Material .....
2.2. Chọn mặt cắt
Gồm có 4 loại mặt cắt: X mũ(XM1, XM2, XM3) v thân trụ (TT)
Model - Properties - Sectins ....
Các loại mặt cắt đợc khai báo nh sau: Các điểm offset l:
Trang:-19-
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
Trang:-20-
THUYET MINH TINH TRU
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
THUYET MINH TINH TRU
3. tạO MÔ HìNH KếT CấU
Việc mô hình hoá kết cấu bao gồm tạo các phần từ từ nút sau đó gán các thuộc tính bao gồm mặt cắt
v vật liệu, kết quả mô hình hoá kết cấu đợc biểu diễn dới hình sau:
Trang:-21-
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
THUYET MINH TINH TRU
4. t¹o ®iÒu kiÖn biªn
- Gèi:
Model - Boundaries - Supports ....
- Liªn kÕt cøng gi÷a Xμ mò vμ th©n trô
Chän Link Type: Rigid Type
Model - Boundaries - Elatic Link ....
5. g¸n t¶i träng
T¹o c¸c t¶i träng nh− sau:
Trang:-22-
Load - Static Load Case .....
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
THUYET MINH TINH TRU
Các loại tải trọng đã đợc nói rõ nh phần trên
- Gán các loại tải trong vo nút (tại vị trí gối)
+ DCbt - Tải trọng bản thân:
Load - Seft - weight ....
+ Những tải trọng khác l tải trọng nút: L những tải trọng từ kết cấu phần trên tác dụng tại nút l
những vị trí gối, những tải trọng tác dụng lên trụ có điểm đặt tại trọng tâm kết cấu chịu lực
Load - Nodal Loads .....
+ Lần lợt gán tải trọng: chú ý về chiều của mômen v các lực ngang đảm bảo cho kết cấu chịu lực
bất lợi, giá trị của tải trọng tác dụng tại nút đã đợc tính toán ở phần trớc.
6. tạo tổ hợp tải trọng
Results - Combinations ....
Tạo các loại tổ hợp CĐ1, CĐ2, CĐ3, ĐB, SD, ứng với mỗi loại tổ hợp xét 3 trờng hợp
Trang:-23-
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
+ Hoạt tải + Ngời xếp 2 ln đúng tâm, trên hai nhịp
+ Hoạt tải + Ngời xếp 2 ln đúng tâm, trên 1 nhịp
+ Hoạt tải xếp trên hai ln 2 nhịp lệch về phía hạ lu + Ngời
Các hệ số tải trọng đã đợc đề cập ở phần trên
Trang:-24-
THUYET MINH TINH TRU
CN CTy TV TKCN & XD GTVT
Trang:-25-
THUYET MINH TINH TRU
