tính toán thiết kế và cấu tạo cốppha cho một số kết cấu công trình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU
KHOA XÂY DỰNG – CƠ KHÍ

CHƯƠNG 10

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO CỐPPHA
CHO MỘT SỐ KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

ThS. LƯU VĂN QUANG


TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO CỐPPHA CHO MỘT SỐ
KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

10.1. KHÁI NIỆM VỀ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỐP PHA, CÂY CHỐNG

Tính toán cốppha và cây chống nhắm đảm bảo yêu cầu chịu lực và sự ổn định
của cốppha khi thi công
- Cốppha đứng: thành dầm, thành móng, tường, cột . . .
- Cốppha nằm: Sàn, đáy dầm . . .
10.2. TẢI TRỌNG (TCVN 4453-95)
10.2.1. Tải trọng thẳng đứng.
1.Khối lượng thể tích của cốp pha đà giáo gỗ:
Nhóm III từ 600kg/m3 đến 730 kg/m3
Nhóm IV từ 550kg/m3 đến 610 kg/m3
Nhóm V từ 500kg/m3 đến 540 kg/m3
Nhóm VI từ 490kg/m3 trở xuống


TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO CỐPPHA CHO MỘT SỐ
KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

2.

Khối lượng thể tích của bêtông nặng thông thường 2500 kg/m3

3.

Khối lượng của cốt thép lấy theo thiết kế, hoặc 100 kg/m3 bêtông

4.

Tải trọng do người và dụng cụ thi công
–Khi tính toán với cốp pha sàn và vòm lấy 250 kg/m2
–Khi tính toán nẹp gia cường mặt cốp pha lấy 150 kg/m2
–Khi tính toán cột chống đỡ các kết cấu lấy 100 kg/m2

5.

Tải trọng do đầm rung lấy bằng 200 kg/m2

10.2.2. Tải trọng ngang.
1.

Tải trọng gió lấy theo TCVN 2737-1995 đối với thi công lấy bằng 50% tải
trọng tiêu chuẩn.

2.

Áp lực ngang của BT mới đổ xác định theo 10.1

3.

Tải trọng do chấn động phát sinh khi đổ BT vào cốp pha xác định theo 10.2


TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO CỐPPHA CHO MỘT SỐ
KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
Bảng 10.1. Áp lực ngang của hỗn hợp BT mới đổ
Phương pháp đầm
Đầm dùi
Đầm ngoài

Công thức tính toán áp lực
ngang tối đa, kg/m2
P = γ.H
P = γ(0,27V+0,78)k1.k2
P = γ.H
P = γ(0,27V+0,78)k1.k2

Giới hạn sử dụng công
thức
H≤R
V ≥ 0,5 khi H ≥ 4
V ≥ 4,5 khi H ≤ 2R1
V ≥ 4,5 khi H ≤ 2m

Các ký hiệu dùng trong bảng:
P – áp lực tối đa của hỗn hợp BT [daN/m2 (kg/m2)].
γ- khối lượng thể tích của BT đã đầm chặt [daN/m2 (kg/m2)].
H – Chiều cao mỗi lớp đổ BT ( m).

V – tốc độ đổ BT (m/h)
R, R1- bán kính tác dụng của đầm dùi và đầm ngoài. (R = 0,7m và R 1 = 1,0)
k1 – hệ số ảnh hưởng đến độ sụt của BT
k2 – hệ số ảnh hưởng đến nhiệt độ của BT


TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO CỐPPHA CHO MỘT SỐ
KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Bảng 10.2. Tải trọng động khi đổ BT vào cốppha
Biện pháp đổ bêtông

Tải trọng ngang tác dụng vào cốppha
daN/m2

Đổ bằng máy và ống vòi voi hoặc đổ trực tiếp
bằng đường ống từ máy BT

400

Đổ trực tiếp từ các thùng có :
- Dung tích nhỏ hơn 0,2m3

200

- Dung tích từ 0,2m3 – 0,8m3

400

- Dung tích lớn hơn 0,8m3

600

Khi tính toán các bộ phận của cốp pha theo khả năng chịu lực thì các tải trọng
tiêu chuẩn phải nhân hệ số vượt tải theo bảng 10.3


TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO CỐPPHA CHO MỘT SỐ
KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Bảng 10.3. Hệ số vượt tải

Các tải trọng tiêu chuẩn
Khối lượng thể tích của đà giáo

Hệ số vượt tải
1,1

Khối lượng thể tích của BTCT

1,2

Tải trọng do người và phương tiện vận chuyển

1,3

Tải trọng do đầm chấn động

1,3

Áp lực ngang của BT

1,3

Tải trọng do chấn động khi đổ BT vào cốp pha

1,3

Khi tính toán các bộ phận của cốp pha đà giáo về mặt biến dạng, các tải trọng không
nhân với hệ số vượt tải.


TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO CỐPPHA CHO MỘT SỐ
KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

10.2.3. Độ võng của các bộ phận cốppha do tác động của các tải trọng.
-Đối với cốppha có bề mặt lộ ra ngoài của các kết cấu: 1/400 nhịp của bộ phận
-Đối với cốppha có bề mặt che khuất các kết cấu: 1/250 nhịp của bộ phận
10.2.4. Tính toán độ ổn định chống lật của cốppha và đà giáo
10.3. TÍNH TOÁN CỐPPHA , CÂY CHỐNG
10.3.1. Tính toán cốppha đứng.
1.Tải trọng.
Tải trọng tiêu chuẩn:

trong đó:

γ.H - tra trong bảng 10.1
qđ1 - tải trọng do đổ bê tông
qđ2 - tải trọng do đầm rung

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO CỐPPHA CHO MỘT SỐ
KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Tuy nhiên đối với cốppha đứng thường khi đổ thì không đầm do đó lấy giá trị
nào lớn hơn
Tải trọng tính toán :

trong đó: n , nđ tra bảng 10.3
Tải trọng phân bố đều trên mét dài:

b: bề rộng một dải tính toán
Đối với cốppha đứng ở độ cao >10m thì phải tính với tải trọng gió (TCVN 4453-95)


TRỌNG LƯỢNG CỦA TẤM VÁN KHUÔN THÉP

A/B
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600

900
6.9 kg
7.8 kg
8.7 kg
9.6 kg
10.2 kg
11.0 kg
11.9 kg
12.4 kg
13.3 kg
14.2 kg
14.6 kg

1200
8.7 kg
9.6 kg
10.1 kg
11.0 kg
12.8 kg
13.7 kg
14.6 kg
15.5 kg
16.9 kg
18.3 kg
19.0 kg

1500
10.5 kg
12.0 kg
12.8 kg

14.8 kg
16.0 kg
17.0 kg
17.8 kg
18.7 kg
20.1 kg
22.0 kg
23.0 kg

1800
12.4 kg
13.7 kg
15.5 kg
16.5 kg
17.4 kg
19.2 kg
21.0 kg
22.3 kg
24.0 kg
26.0 kg
28.0 kg


TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO CỐPPHA CHO MỘT SỐ
KẾT CẤU CÔNG TRÌNH
q tt

l

l

Sơ đồ tính

l

2.

M


TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO CỐPPHA CHO MỘT SỐ
KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Ta có :
Trong đó :
qtt - Tải trọng tính toán
l – Khoảng cách các gông, sườn
M – Trị số mômen tính toán
Từ đó ta có :
Mặt khác : M = [σ].W
[σ] : ứng suất cho phép của vật liệu làm cốppha.
W: mômen kháng uốn 
b: bề rộng rải tính toán
h: chiều dày của cốppha gỗ
3. Kiểm tra độ võng:

f≤[f]


TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO CỐPPHA CHO MỘT SỐ

KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

10.3.2. Tính toán cốppha nằm
1.

Tải trọng.
Tải trọng tiêu chuẩn:
Trong đó:
bao gồm: - Trọng lượng bản thân cốppha
- Trọng lượng bản thân bê tông cốt thép
bao gồm: - Tải trọng do đổ bêtông
- Tải trọng do đầm bêtông
- Tải trọng do người và dụng cụ thi công
Tải trọng tính toán:
Trong đó n, nđ tra bảng 10.3
Tải trọng phân bố trên mặt cốp pha:


TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO CỐPPHA CHO MỘT SỐ
KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

2.

Sơ đồ tính

l

l

l

q tt

M


TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO CỐPPHA CHO MỘT SỐ
KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

Ta có :
Trong đó :
qtt - Tải trọng tính toán
l – Khoảng cách các gông, sườn
M – Trị số mômen tính toán
Từ đó ta có :
Mặt khác : M = [σ].W
[σ] : ứng suất cho phép của vật liệu làm cốppha.
W: mômen kháng uốn 
b: bề rộng rải tính toán
h: chiều dày của cốppha gỗ
Kiểm tra độ võng:

f≤[f]


TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO CỐPPHA CHO MỘT SỐ
KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

3.Tính toán cốp pha nằm khi chống đỡ bằng giáo tổ hợp
q tt

l

P

l

Trong đó :
l – khoảng cách đà đỡ lớp dưới
lc – Khoảng cách các trụ chống
P – Tải trọng tập trung tại điểm đặt đà lớp trên
qtt - Tải trọng phân bố do cốppha

P

lc

P

P

lc


TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÀ CẤU TẠO CỐPPHA CHO MỘT SỐ
KẾT CẤU CÔNG TRÌNH

10.3.3. Kiểm tra ổn định của cây chống.
Với cây chống kim loại, giáo Pal . . . sau khi tính toán tải trọng lên đầu chống,
kiểm tra ổn định theo công thức:
P ≤ [P]

Trong đó:
P - Tải trọng đặt trên đầu cột
[P] – Tải trọng cho phép của cột chống
Nếu là cây gỗ thì kiểm tra theo công thức:
Trong đó:
φ – hệ số uốn dọc phụ thuộc vào λ ( tra bảng)
F – Diện tích mặt cắt ngang của cột chống
[σ ]gỗ - ứng suất cho phép của gỗ làm cột chống


VÍ DỤ TÍNH TOÁN BẢN SÀN

Tính toán thiết kế, cấu tạo ván khuôn sàn có tiết diện axb = 4700x5700mm biết:
•Thi công đổ bê tông bằng máy bơm

4700

•Chiều dày bản sàn d=120mm

5700


4700

VÍ DỤ TÍNH TOÁN BẢN SÀN

5700


VÍ DỤ TÍNH TOÁN BẢN SÀN

Sơ đồ tính ván khuôn sàn :
q

L

L

L

L

•Tải trọng tác dụng lên ván khuôn sàn :
•Tải trọng bêtông và cốt thép sàn :

q1 = n.hs .γ = 1,2.2600.0,12 = 374,4( KG / m 2 )
•Tải trọng ván khuôn đáy sàn:
20,1
q2 =
x1,1 = 29, 48( KG / m 2 )
0, 5 x1, 5


VÍ DỤ TÍNH TOÁN BẢN SÀN

•Tải trọng do đổ bêtông :
q3 = n.Pd = 1,3.400 = 520( KG / m 2 )
• Tải trọng do đầm rung:

p 4 = 1,3.200 = 260( KG / m 2 )

•Tải trọng thi công :

p5 = 1,3.250 = 325( KG / m 2 )
→ Tổng tải trọng tác dụng lên ván khuôn sàn:
qtt = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 =
= 374,4 + 29,48 + 520 + 260 + 325 = 1508,88(KG/m2)

q tc = q1tc + q2tc + q3tc + q4tc + q5tc =
= 312 + 26,8 + 400 + 200 + 250 = 1188,8(KG/m2)


Tải trọng tính toán tác dụng lên 1 tấm ván khuôn rộng 500:
q = qtt.0,5 = 1508,88.0,5 = 754,44 (kG/m)
Xem ván khuôn làm việc như một dầm liên tục kê lên các gối là các thanh đà
dọc cách nhau một khoảng L = 75 (cm)
- Kiểm tra điều kiện bền
M 7,54.752
σ=
=
= 647,52( kG / cm 2 ) < R = 2100(kG / cm 2 )
W
10.6,55

Độ võng của ván khuôn
q tc l 4
l
75
f =
≤[f]=

=
= 0,1875cm
128 EJ
400 400

q = qtc.0,5 = 1188,8.0,5 = 594,4 (kG/m)


Trong đó:

J - Mômen quán tính của ván khuôn :
E - Môđun đàn hồi của thép . (E = 2,1.106 kG/cm2)

→ Độ võng thực tế:
q tc l 4
5,944.754
f =
=
= 0, 0122cm < 0,1875cm
6
128 EJ 128.2,1.10 2.28, 46

f <[f] → Vậy khoảng cách đà dọc đảm bảo điều kiện độ
võng.


TÍNH TOÁN THANH ĐÀ DỌC

Chọn tiết diện thanh đà dọc 8x10cm, gỗ nhóm V có :
R = 150 (kG/cm2 ) ; E = 105 (kG/cm2) ; W = 133.33cm3 ; J = 666,67 cm4

Xem đà dọc làm việc như một dầm liên tục kê lên các gối tựa là các
thanh đà ngang cách nhau 120 cm
q

1200

1200

1200

1200


TÍNH TOÁN THANH ĐÀ DỌC

Tải trọng tác dụng lên đà dọc.
q = qtt.0,75 + qbt = 1508,88.0,75 + 0,08.0,1.600.1,1 = 1136,94 (kG/m)

Kiểm tra điều kiện bền
M 11,36.1202
σ=
=
= 122, 69(kG / cm 2 ) < R = 150(kG / cm 2 )
W 10.133,33

Kiểm tra độ võng:
q tc l 4
l
120
f =

≤[f]=
=
= 0,3cm
128 EJ
400 400

qtc = qtc.0,75 + qbt = 1188,8.0,75 + 0,08.0,1.600 = 896,4 (kG/m)
q tc l 4
8,96.1204
f =
=
= 0, 216cm
5
128 EJ 128.10 .666, 67


TÍNH TOÁN THANH ĐÀ NGANG

Xem đà ngang làm việc như một dầm liên tục kê lên các gối tựa
là các đầu cây chống giáo PAL cách nhau 120 cm chịu lực như hình
vẽ. Sơ đồ tính:

450

750

600

600

750

450