Tải trọng và hệ số tải trọng trong Thiết kế cầu bê tông cốt thép (đại học Bách Khoa TPHCN)

Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

Ch ng 4
T I TR NG & H S

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

T I TR NG

1 M t s đ nh ngh a
2 H s và t h p t i tr ng
3 Ho t t i
4 T i tr ng th ng xuyên
5 Ho t t i
6 T i tr ng gió
7
ng l c do bi n d ng c ng b c TU,
TG, SH, CR, SE
• 8 L c ma sát : FR
•
•
•
•
•
•
•

1

Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

• 1 M t s đ nh ngh a
Bánh xe - M t ho c hai bánh l p

đ u m t tr c xe.

B r ng lòng đ ng, B r ng ph n xe ch y - Kho ng cách
t nh gi a rào ch n và/ ho c đá v a.
T i tr ng danh đ nh - (T i tr ng tiêu chu n) M c t i tr ng thi t
k đ c l a ch n theo quy
c.
T i tr ng th ng xuyên – (T nh t i) T i tr ng và l c không đ i
ho c gi thi t không đ i sau khi hoàn thành vi c xây d ng.
ng nh h ng: đ th bi u di n s thay đ i cu m t đ i
l ng nào đó khi l c đ n v P = 1 có h ng không đ i chuy n
đ ng trên công trình.
2


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

Ho t t i: (T i tr ng nh t th i) đó là t i tr ng mà không ng ng
thay đ i v trí cu mình trên công trình. Khi ho t t i thay đ i v
trí thì các đ i l ng c n nghiên c u (l c d c, l c c t, moment
v.v…) c ng s thay đ i theo v trí c a ho t t i.
Công trình ph i đ c tính v i các giá tr b t l i nh t v hi u
ng l c, do đó c n ph i xác đ nh đ c v trí c a ho t t i gây ra
giá tr c c tr cu hi u ng l c. V trí đó đ c g i là v trí kh ng
ch (tính toán), còn giá tr cu các đ i l ng ng v i v trí đó
đ c g i là giá tr kh ng ch (giá tr tính toán).

H tr c to đ đ

c qui đ nh trong giáo trình

3


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

• 2 H ·s ·và·t ·h p·t i·tr ng
– 2.1
H s t i tr ng γp, γLL
– 2.2
T i tr ng th ng xuyên (t nh t i)
– 2.3

T i tr ng nh t th i (ho t t i)
– 2.4
H s t i tr ng dùng cho t i tr ng
thi công
– 2.5
H s t i tr ng dùng cho l c kích
nâng h k t c u nh p và l c kéo sau đ i
v i cáp d
ng l c

4


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

Các c u ki n và các liên k t c a c u ph i tho mãn ph. trình
(2-1) cho các t h p thích h p c a ng l c c c h n tính toán
đ c quy đ nh cho t ng TTGH sau đây:
TTGH C ng đ I: T h p t i tr ng c b n liên quan đ n vi c
s d ng cho xe tiêu chu n c a c u không xét đ n gió
TTGH C ng đ II: T h p t i tr ng liên quan đ n c u ch u gió
v i v n t c v t quá 25m/s
TTGH C ng đ III: T h p t i tr ng liên quan đ n vi c s
d ng xe tiêu chu n c a c u v i gió có v n t c 25m/s
TTGH
c bi t: T h p t i tr ng liên quan đ n đ ng đ t (EQ),

l c va c a t u thuy n (CV) và xe c (CT), và đ n m t s hi n
t ng thu l c v i ho t t i đã chi t gi m khác v i khi là m t
ph n c a t i tr ng xe va xô, CT.
5


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

TTGH S d ng: T h p t i tr ng liên quan đ n khai thác bình
th ng c a c u v i gió có v n t c 25m/s v i t t c t i tr ng
l y theo giá tr danh đ nh.
Dùng đ ki m tra đ võng, b r ng v t n t trong k t c u bê
tông c t thép và bê tông c t thép d
ng l c, s ch y d o
c a k t c u thép và tr t c a các liên k t có nguy c tr t do
tác d ng c a ho t t i xe.
TTGH M i: T h p t i tr ng gây m i và đ t g y liên quan đ n
ho t t i xe c trùng ph c và xung kích; d i tác d ng c a m t
xe t i đ n chi c có c ly tr c tr c gi a & tr c sau =9000 mm

6


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

– 2.1

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

H s t i tr ng γp, γLL

k đ n m t s y u t nh tr ng l ng th tích c a v t li u
th c t có sai khác v i con s lý thuy t; ch t o, đo đ c không
chính xác... Khi tính toán, c n ph i đ a vào h s t i tr ng γi
(HSTT). γi có th ≤ 1 hay > 1, mi n là nó ph i t o ra m t tr ng
thái b t l i h n c .
Tính cho gradien nhi t γTG và lún γSE c n đ c xác đ nh trên c
s m t đ án c th riêng. N u không có thông tin riêng có th
l y γTG b ng:
ng đ và đ c bi t

0,0

các TTGH c

1,0

TTGH s d ng khi không xét ho t t i, và

0,50

TTGH s d ng khi xét ho t t i

7

Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

– 2.2

T i tr ng th

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

ng xuyên (t nh t i)

B ng 4.1 H s t i tr ng dùng cho t i tr ng th
LO I T I TR NG
DC: C u ki n và các thi t b ph
DW: L p ph m t c u và các ti n ích
EH: Áp l c ngang c a đ t
+ Ch đ ng
+ Ngh
EV: Áp l c đ t th ng đ ng
+ K t c u t ng ch n
+ K t c u vùi c ng
+ Khung c ng
+ K t c u vùi m m ≠ v i c ng h p thép

ng xuyên, γp

H s t i tr ng

L n nh t Nh nh t
1,25
0,90
1,50
0,65
1,50
1,35

0,90
0,90

1,35
1,30
1,35
1,95

1,00
0,90
0,90
0,90 8


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

B ng 4.2 Kh i l
V t li u
Betong c t thép
Betong th ng (không c t thép)
Cát ch t, phù sa hay đ t sét
Cát r i, phù sa, s i

L p ph bê tông at-phan
t sét m m
á xây
N c
S i, cu i, macadam ho c balat
Thép

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

ng riêng
T tr ng (kg/m3)
2500
2400
1925
1600
2250
1600
2725
1000
2250
7850
9


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

– 2.3

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

T i tr ng nh t th i (ho t t i)

B ng 4.3 Ký hi u c a ho t t i dùng trong thi t k c u
Ký
hi u

Tên t i tr ng

Ký
hi u

Tên t i tr ng

BR

l c hãm xe

LS

ho t t i ch t thêm

CE

l c ly tâm

PL

t i tr ng ng

CR

t bi n

IM

l c xung kích c a xe

CT

l c va xe

SH

co ngót

CV

l c va t u thu

TG

gradien nhiet

EQ

đ ng đ t

TU

nhi t đ đ u

FR

ma sát

WL

gió trên ho t t i

SE

lún

WS

t i tr ng gió trên k t c u

LL

ho t t i xe

WA

t i tr ng n

i đi

c và áp l c dòng ch y

10


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

B ng 4.4 H s t i tr ng & t h p c a chúng
T h p
t i
Tr ng
tr ng
thái
gi i h n

DC
DW
EH
EV

LL
IM
CE
BR
PL

WA

WS

WL

FR

TU
CR

Cùng m t lúc ch
dùng m t trong
các t i tr ng
EQ

CT

CV

C

ng đ I

γp

1,75

1,0

-

-

1,0

0,5/1,2

-

-

-

C

ng đ II

γp

-

1,0

1,40

-

1,0

0,5/1,2

-

-

-

C

ng đ III

γp

1,35

1,0

0,4

1,0

1,0

0,5/1,2

-

-

-

γp

0,50

1,0

-

-

1,0

-

1,0

1,0

1,0

1,0

1,00

1,0

0,30

1,0

1,0

1,0/1,2

-

-

-

-

0,75

-

-

-

-

-

-

-

-

c bi t
S d ng*
M i ch có LL,
IM & CE

* C u thép : γLL = 1,3

11


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

Ghi chú b ng 3.4.1-1:
Khi ph i ki m tra c u dùng cho xe đ c bi t do Ch đ u t quy
đ nh ho c xe có gi y phép thông qua c u thì γLL = 1,35
trong t h p c ng đ I.
Các c u có t l t nh t i trên ho t t i r t cao (t c là c u nh p
l n) c n ki m tra t h p không có ho t t i, nh ng γp = 1,50
cho t t c các ki n ch u t i tr ng th ng xuyên.
i v i c u v t sông các TTGH c
d ng ph i xét đ n xói c u.

ng đ và TTGH s

12


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

i v i các c u v
CT và CV

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

t sông, khi ki m tra các hi u ng t i EQ,

TTGH đ c bi t thì t i tr ng n

c (WA) và

chi u sâu xói có th d a trên l trung bình hàng n m. Tuy
nhiên k t c u ph i đ

c ki m tra v v nh ng h u qu do

các thay đ i do l , ph i ki m tra xói
bi t v i t i tr ng n

ct

nh ng TTGH đ c

ng ng (WA) nh ng không có

các t i tr ng EQ, CT ho c CV tác d ng.

– 2.4
γk

tc u

H s t i tr ng dùng cho t i tr ng thi công

≥ 1,25; γthi

t b + IM

≥ 1,5

Tr khi có quy đ nh khác c a Ch đ u t ,
γt

i tr ng gió

≥ 1,25. γ các t

i tr ng khác

= 1,0.

13

Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

– 2.5
H s t i tr ng dùng cho l c kích
nâng h k t c u nh p và l c kéo sau đ i v i
cáp d
ng l c
2.5.1. L C KÍCH
Tr khi có quy đ nh khác c a Ch đ u t , l c kích thi t k
trong khai thác ≥ 1,3 l n ph n l c g i li n k v i đi m kích do
t i tr ng th ng xuyên.
Khi kích d m mà không ng ng giao thông thì l c kích còn
ph i xét đ n ph n l c do ho t t i phù h p v i k ho ch duy trì
giao thông nhân v i h s t i tr ng đ i v i ho t t i.
2.5.2. L C

I V I VÙNG NEO KÉO SAU

L c thi t k đ i v i vùng neo kéo sau ph i l y b ng 1,2 l n l c
kích l n nh t.
14


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

3.·HO T·T I
3.1.·T i·tr ng·tr ng·l c:·LL·và·PL
3.2.·L c·xung·kích:·IM
3.3.·L c·ly·tâm·:·CE
3.4.·L c·hãm:·BR
3.5.·L c·va·c a·xe:·CT

15


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

3.1.·T i·tr ng·tr ng·l c:·LL·và·PL
3.1.1.·Ho t·t i·xe
3.1.2.·Ho t·t i·xe·ôtô·thi t·k
3.1.3.·Tác·d ng·c a·ho t·t i·xe·thi t·k
3.1.4.·T i·tr ng·m i
3.1.5.·T i·tr ng·b ·hành

16

Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

3.1.1.·Ho t·t i·xe
a) S ·làn·xe·thi t·k
b) H ·s ·làn·xe

Xe m i ch quá t i c 70%, v y mà c u đã s p

17


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

.
824/2002/Q BGTVT : QUY
NH v n
chuy n hàng
siêu tr ng,
siêu tr ng b ng
đ ng b

.

.
i u 5. Hàng siêu tr

ng, siêu tr ng.

1. Hàng siêu tr ng là hàng có kích th c th c t m i ki n hàng không
tháo r i ra đ c khi x p lên ph ng ti n đ ng h có:
Chi u r ng > 2,5 m; Ho c chi u cao > 4,2 m tính t m t đ t;
Ho c chi u dài > 20 m:
2. Hàng siêu tr ng là hàng có tr ng l
tháo r i ra đ c > 30 t n.

ng th c t m i ki n hàng không

18


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

a) S ·làn·xe·thi t·k ¶
S làn xe thi t k đ
w/3500,

c xác đ nh b i ph n s nguyên c a t s

đây w là b r ng kho ng tr ng c a lòng đ

ng gi a

hai đá v a ho c hai rào ch n, đ n v là mm.
Trong tr

ng h p b r ng làn xe < 3500mm thì s làn xe thi t

k l y b ng s làn giao thông và b r ng làn xe thi t k ph i l y
b ng b r ng làn giao thông.
Lòng đ

ng r ng t 6000mm đ n 7200mm ph i có 2 làn xe

thi t k , m i làn b ng m t n a b r ng lòng đ

ng.
19


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

b) H ·s ·làn·xe “m”¶
Nh ng quy đ nh c a i u này không đ c áp d ng cho tr ng

thái gi i h n m i, trong tr ng h p đó ch dùng v i m t xe t i
thi t k , b t k s làn xe thi t k .
H s trong B ng 4.5 không đ c áp d ng k t h p v i h s
phân b t i tr ng g n đúng, tr khi dùng quy t c đòn b y.

B ng 4.5 S làn & h s làn xe
S làn ch t t i
H s làn xe
m

1

2

3

>3

1,20

1,00

0,85

0,65
20


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

3.1.2.·Ho t·t i·xe·ôtô·thi t·k ¶
3.1.2.1. T ng quát
3.1.2.2. Xe t i thi t k
3.1.2.3. Xe hai tr c thi t k
3.1.2.4. T i tr ng làn thi t k
3.1.2.5. Di n tích ti p xúc c a l p xe

21


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

3.1.2.1. T ng quát
Ho t t i xe ôtô trên m t c u hay k t c u ph tr đ
là HL-93 s s t h p c a:

c đ t tên

+ Xe t i thi t k ho c xe 2 tr c thi t k , và
+ T i tr ng làn thi t k
M i làn thi t k đ c xem xét ph i đ c b trí ho c xe t i
thi t k ho c xe hai tr c ch ng v i t i tr ng làn khi áp d ng

đ c. T i tr ng đ c gi thi t chi m 3000mm theo chi u
ngang trong m t làn xe thi t k .

22


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

3.1.2.2. Xe t i thi t k

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

a0 – xem đi u 3.1.3.1

Ph i xét đ n IM
i v i các c u trên các tuy n đ ng c p IV và th p h n, Ch
đ u t có th ch đ nh t i tr ng tr c nhân v i h s 0,50 ho c
0,65.
23


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

3.1.2.3. Xe hai tr c thi t k

Xe hai tr c g m m t c p tr c 110.000N cách nhau 1200mm.
C ly chi u ngang c a các bánh xe l y b ng 1800mm.
Ph i xét đ n IM
i v i các c u trên các tuy n đ ng c p V và th p h n, Ch
đ u t có th xác đ nh t i tr ng xe hai tr c nói trên nhân v i h
s 0,50 ho c 0,65.

3.1.2.4. T i tr ng làn thi t k
T i tr ng làn thi t k g m t i tr ng 9,3N/mm phân b đ u
theo chi u d c. Theo chi u ngang c u đ c gi thi t là phân
b đ u trên chi u r ng 3000mm. ng l c c a t i tr ng làn
thi t k không xét l c xung kích.
24


Bài gi ng đi n t - THI T K C U THÉP - TS. LÊ BÁ KHÁNH

Ch

ng 04 T i tr ng và h s t i tr ng

3.1.2.5. Di n tích ti p xúc c a l p xe
Di n tích ti p xúc c a l p xe c a m t bánh xe có m t hay hai
l p đ c gi thi t là m t hình ch nh t có chi u r ng là 510mm
và chi u dài tính b ng mm l y nh sau:
L = 2,28 x 10-3 γLL (1 + IM/100)P (4-1)
trong đó:
P = 72500 N cho xe t i thi t k và 55000N cho xe 2 tr c
Áp l c l p xe gi thi t phân b nh sau:
Trên b m t liên t c : phân b đ u trên di n tích ti p xúc quy

đ nh
Trên b m t b gián đo n : phân b đ u trên di n tích ti p xúc
th c t trong ph m vi v t xe v i áp su t t ng theo t s c a
di n tích quy đ nh trên di n tích ti p xúc th c t .
25