THIẾT KẾ MỐ CẦU BTCT
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (570.07 KB, 53 trang )
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ MỐ CẦU
1. GIỚI THIỆU CHUNG:
Mố sử dụng là mố chữ U BTCT. Toàn cầu có 2 mố M1, M2.
Tên mố tính toán: M1
Quy trình tính toán: Theo tiêu chuẩn 22 TCN 272 - 05.
2. TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MỐ:
2.1. Các tải trọng tác dụng lên mố
- Mố ở trên mực nước thông thuyền và hầu như không ngập nước nên không tính tải
trọng va xô tầu bè và cũng không tính tải trọng gió. Đất đắp sau mố sử dụng đất tốt đầm
chặt có = 1.8 T/m3. = 350.
- Nên tải trọng tác dụng lên mố gồm:
1
2
3
4
5
6
7
Trọng lượng bản thân mố
Phản lực thẳng đứng do trọng lượng kết cấu nhịp
Phản lực thẳng đứng do hoạt tải đứng trên kết cấu nhịp
Lực hãm dọc cầu
Ma sát gối cầu
Áp lực của đất sau mố
Phản lực truyền xuống từ bản quá độ
2.2. Các mặt cắt cần kiểm toán với mố
- Mặt cắt I-I: Mặt cắt bệ móng mố
- Mặt cắt II-II: mặt cắt chân tường đỉnh
- Mặt cắt III-III: mặt cắt chân tường thân
- Mặt cắt IV-IV: mặt cắt chân tường cánh
2
III
3
III
1
II
II
I
I
IV
IV
2.3. Tĩnh tải kết cấu nhịp tính toán
Tên gọi các kích thước
Chiều dài nhịp thiết kế
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
L
33
m
Lớp: Cầu Hầm - K48
183
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
Chiều dài nhịp tính toán
Ltt
32.4
m
Chiều cao dầm chủ
hdc
165
cm
Chiều rộng bản cánh
Bc
65
cm
Chiều dày bản cánh
hc
31
cm
Chiều rộng bản bụng
b
19
cm
Chiều cao bầu dầm
hd
45
cm
Chiều rộng bầu dầm
bd
65
cm
Diện tích mặt cắt ngang dầm chủ
Fdc
6892
cm2
Số dầm chủ
ndc
4
dầm
Khoảng cách giữa các dầm chủ
adc
240
cm
Chiều dài mối nối dầm
an
40
cm
Diện tích mặt cắt ngang dầm chủ kể cả mối nối
Fdc
7487
cm2
Trọng lượng 1 dầm chủ
Pdc
61.77
T
Chiều dày lớp phủ mặt cầu
hmc
10
cm
Tổng trọng lượng KCN
PKCN
370.607
T
Tĩnh tải giai đoạn I tiêu chuẩn
DCtc
11.2305
T/m
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
Tĩnh tải giai đoạn I tiêu chuẩn
DCtc
11.231
T/m
Tĩnh tải giai đoạn II tiêu chuẩn
DWtc
4.418
T/m
gtc
15.649
T/m
Tĩnh tải giai đoạn I tính toán
DCtt
14.04
T/m
Tĩnh tải giai đoạn II tính toán
DWtt
6.627
T/m
gtt
20.67
T/m
Tên gọi các đại lượng
Tĩnh tải toàn bộ tiêu chuẩn
Tĩnh tải toàn bộ tính toán
2.4. Hoạt tải xe ô tô LL, tải trọng người đi PL và các tác động khác:
2.4.1. Hoạt tải xe ô tô trên kết cấu nhịp LL: (Theo điều 3.6.1.2)
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Lớp: Cầu Hầm - K48
184
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
- Xếp xe tải thiết kế và xe 2 trục thiết kế lên ĐAH phản lực gối ta có 1.2
Bảng kết quả tính toán hoạt tải theo DAH
Tải trọng
Tandem
Vị trí
Tung độ dah Trục bánh Phản lực Đơn vị
1'
1.00
110
110.00
kN
2'
0.96
110
105.90
kN
3.00
0.73
35
25.65
kN
Truck
2.00
0.87
145
125.64
kN
1.00
1.00
145
145.00
kN
Lane
WL
16.10
9.3
149.73
kN
Hoạt tải xe LL tổng cộng tính theo DAH
1040.18 kN
=> Hoạt tải xe LL tiêu chuẩn tổng cộng tính theo DAH: 104.018 (T)
Hoạt tải xe LL tính toán tổng cộng tính theo DAH: 208.40 (T)
2.4.2. Tải trọng người đi PL: (Theo điều 3.6.1.5)
Đối với tất cả đường bộ hành rộng hơn 600 mm phải lấy tải trọng người đi bộ bằng
q=3x10-3 MPa, và phải lấy đồng thời cùng hoạt tải xe thiết kế, lực xung kích không áp
dụng cho tải trọng bộ hành. Trị số của tải trọng bộ hành:
PL=m q bng nng
PL
=
144.90
kN
= 14.49 (T)
2.4.3. Lực hãm xe BR (Theo điều 3.6.4)
Lấy bằng 25% trọng lượng các trục xe tải hay xe hai trục thiết kế trên tất cả các làn
xe chạy, cùng một hướng. Lực hãm xe nằm ngang theo phương dọc cầu, cách mặt cầu:
1.80m.
Ở đây do gối di động đặt tại mố nên ta có: BR = 0.00 T.
2.4.4. Lực ma sát FR: (Theo điều 3.1.3)
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Lớp: Cầu Hầm - K48
185
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
Lực ma sát chung của gối cầu phải được xác định trên cơ sở của giá trị cực đại của
hệ số ma sát giữa các mặt trượt. FR được xác định như sau:
FR = fmax. N (KN).
Trong đó:
fmax
: là hệ số ma sát giữa bê tông và gối cầu (gối cao su), fmax = 0.50
N
: phản lực gối do tĩnh tải và hoạt tải (không kể xung
kích) gây ra
Tên gọi các đại lượng
Hệ số ma sát gối với bê tông
Tổng áp lực do KCN truyền xuống mố
Lực ma sát gối cầu
Cánh tay đòn với mặt cắt I -I
Cánh tay đòn với mặt cắt II -II
Cánh tay đòn với mặt cắt III -III
Cánh tay đòn với mặt cắt IV -IV
Giá trị mô men với mặt cắt I-I
Giá trị mô men với mặt cắt II-II
Giá trị mô men với mặt cắt III-III
Giá trị mô men với mặt cắt IV-IV
Kí hiệu
fmax
PKCN
FR
e1
e2
e3
e4
My1
My2
My3
My4
Giá trị
0.5
291.52
145.76
7.3
5.3
0
0
1064.06
772.54
0
0
Đơn vị
T
T
m
m
m
m
T.m
T.m
T.m
T.m
2.4.5. Lực ly tâm: Cầu thẳng nên không xét lực ly tâm
2.4.6. Tải trọng gió:
2.4.6.1 Tải trọng gió tác động lên công trình:
a) Tính áp lực gió ngang.
PD 0,0005.V 2 . At .C d 1,8. At
Tên gọi các đại lượng
Vùng thiết kế công trình
Tốc độ gió ứng với vùng thiết kế
Hệ số điều chỉnh áp lực gió
Tốc độ gió tính toán
Hệ số cản gió
Giá trị so sánh
1 - Tính áp lực gió ngang tác dụng lên mố
Diện tích mố chịu áp lực gió ngang
áp lực gió ngang lên mố
Cánh tay đòn với mặt cắt I -I
Cánh tay đòn với mặt cắt II -II
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Kí hiệu
Vùng
VB
S
V
Cd
1,8 . At
Giá trị
I
38
0.81
30.78
1.2
7.6464
Đơn vị
At (mo)
PD
e1
e2
42.48
2.415
5.5
3.5
m2
<1,8.At
m
m
Lớp: Cầu Hầm - K48
m/s
m/s
T
186
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
Cánh tay đòn với mặt cắt III -III
e3
0
Cánh tay đòn với mặt cắt IV -IV
e4
0
Giá trị mô men với mặt cắt I-I
Mx1
13.28
Giá trị mô men với mặt cắt II-II
Mx2
8.45
Giá trị mô men với mặt cắt III-III
Mx3
0
Giá trị mô men với mặt cắt IV-IV
Mx4
0
2 - Tính áp lực gió ngang tác dụng lên KCN
Diện tích KCN chịu áp lực gió ngang
At(KCN)
56.1
áp lực gió ngang lên KCN
PD (KCN) 3.189
áp lực gió ngang lên KCN truyền xuống mố
PD
1.594
Cánh tay đòn với mặt cắt I -I
e1
7.3
Cánh tay đòn với mặt cắt II -II
e2
5.3
Cánh tay đòn với mặt cắt III -III
e3
0
Cánh tay đòn với mặt cắt IV -IV
e4
0
Giá trị mô men với mặt cắt I-I
Mx1
11.640
Giá trị mô men với mặt cắt II-II
Mx2
8.451
Giá trị mô men với mặt cắt III-III
Mx3
0
Giá trị mô men với mặt cắt IV-IV
Mx4
0
m
m
T.m
T.m
T.m
T.m
m2
T
T
M
M
M
M
T.m
T.m
T.m
T.m
b - Tính áp lực gió dọc
Đối với mố trụ, kết cấu phần trên là giàn hay các dạng kết cấu khác có bề mặt cản
gió song song với tim dọc kết cấu nhịp thì ta sẽ phải xét đến áp lực gió dọc. Do vậy ở đây
ta không phải xét tới áp lực gió dọc do mố đợc thiết kế cho KCN cầu dẫn (là dầm giản
đơn L = 33 m).
c - Tính áp lực gió thẳng đứng
Phải lấy tải trọng gió thẳng đứng Pv tác dụng vào trọng tâm của diện tích thích hợp
theo công thức:
PV 0.00045.V 2 . Av
Bảng tính toán áp lực gió thẳng đứng tác dụng lên KCN
Tên gọi các đại lượng
Kí hiệu Giá trị Đơn vị
Tốc độ gió thiết kế
V
30.78
m/s
Diện tích KCN chịu áp lực gió
Av
396
m2
Áp lực gió thẳng đứng tác dụng lên mố
Pv
8.441
T
Cánh tay đòn với mặt cắt I -I
e1
2.05
m
Cánh tay đòn với mặt cắt II -II
e2
0.15
m
Cánh tay đòn với mặt cắt III -III
e3
0
m
Cánh tay đòn với mặt cắt IV -IV
e4
0
m
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Lớp: Cầu Hầm - K48
187
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
Giá trị mô men với mặt cắt I-I
My1
17.305
T.m
Giá trị mô men với mặt cắt II-II
My2
1.266
T.m
Giá trị mô men với mặt cắt III-III
My3
0
T.m
Giá trị mô men với mặt cắt IV-IV
My4
0
T.m
2.4.6.2. Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ WL: (Theođiều 3.8.1.3)
a. Tải trọng gió ngang:
- Áp lực gió ngang tác dụng lên xe cộ được lấy bằng 0.15 T/m, tác dụng theo hướng
nằm ngang, ngang với tim dọc kết cấu và đặt cách mặt cầu một khoảng: 1.80m.
- Trị số tải trọng gió ngang tác dụng lên xe cộ:
WLNgang = 2.475 (T).
b. Tải trọng gió dọc:
- Áp lực gió dọc tác dụng lên xe cộ được lấy bằng 0.075 T/m, tác dụng theo hướng
nằm ngang, song song với tim dọc cầu và đặt cách mặt cầu: 1.80 m.
- Vì tại mố đặt gối cầu di động nên ta có:
WLDọc = 0.00 (kN)
2.5 Tính toán tĩnh tải mố:
2.5.1 Kích thước mố:
3750
2400
250
1500
5250
4000
1500
1930
1000
5250
4000
4400
2070
400
1950
10500
250
1500
1900
3750
2000
1500
3000
1500 1600
1250 3600 1250
2.5.2. Nội lực do trọng lượng bản thân mố:
- Tĩnh tải tiêu chuẩn gây ra bởi trọng lượng bản thân mố được tính như sau
P = V. g
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Lớp: Cầu Hầm - K48
188
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
Trong đó:
V
: Thể tích các bộ phận
g
: Trọng lượng riêng của bê tông cốt thép, gc = 25 KN/m3.
a. Bảng tính toán tĩnh tải do trọng lượng bản thân mố
STT
Tên kết cấu
1
2
3
4
5
Bệ mố
Tường đầu ( dưới )
Tường đầu ( trên )
Tường che dầm
Mấu đỡ bản quá độ
6
Tường cánh ( đuôi)
7
8
Tường cánh (phần thân)
Đá kê gối
Tổng cộng
Công thức tính
Thể tích (m3) Trọng lượng(T)
Vb = a1.b1.c3
Vtd=a3.b6.c3
Vtt=a8.b7.c3
Vcd=2.a7.b9.c2
Vmd
Vtcd=(2b4+b3)*a5*c
1
Vtct=2*a2*b8*c1
Vdkg
169
98.345
13
0.816
1.755
422.50
245.86
32.50
2.04
4.39
8.960
22.40
16.8
0.25
308.9
42.00
0.63
772.32
Các lực tác dụng lên mố bởi trọng lượng bản thân sẽ sinh ra moment, lực dọc, lực
cắt tại tiết diện tính toán.
Mô men tại tiết diện cần tính: M = P.e
Trong đó:
P: Các lực gây ra mômen tại tiết diện tính toán
e : Độ lệch tâm của điểm đặt lực so với trục trung hoà của mặt cắt cần tính toán.
Moment mang dấu (+) khi hướng về phía nền đường, dấu (-) khi hướng ra phía sông
Bảng tính nội lực cho các tiết diện bởi trọng lượng bản thân
P
Tiết diện I-I
Tiết diện II-II
Tiết diện III-III
(Tấn)
e
M
P
e
M
P
e
M
1.Bệ mố
422.50
0
0
2.Tường đầu (dới)
245.86 0.05 12.29 245.86
0
0
3.Tường đầu (trên)
32.50 -0.6 -19.5 32.50 -0.55 -17.9 32.50
0
0
4.Tường che dầm
2.04
0.2 0.408
2.04 -0.75 -1.53 2.04 -0.2 -0.41
5.Mấu đỡ bản quá độ
4.39
-1 -4.39
6.Tường cánh (đuôi)
22.40 -4.65 -104
7.Tường cánh (phần thân) 42.00 -2.05 -86.1
8.Đá kê gối
0.63 0.05 0.031
Tổng cộng
772.3
-201 280.4
-19.4
Kết cấu
2.6. Nội lực do áp lực đất:
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Lớp: Cầu Hầm - K48
189
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
1
LS
EH
2.6.1. Công thức tính áp lực đất tĩnh
EH
Trong đó
. H 2
.K .B
2
K = Ko: Nếu là tường chắn trọng lực
K = Ka: Nếu là tường công xon
2.6.2. Công thức tính áp lực đất do hoạt tải sau mố
LS K .heq ..H .B
Cánh tay đòn: e = 0,5.H
2.6.3. Công thức tính hệ số áp lực đất
*) Hệ số áp lực đất tĩnh (áp dụng khi tường là tường chắn trọng lực)
K
O
1 sin
*) Hệ số áp lực đất chủ động ( áp dụng khi tường là tường công xon)
sin 2 ( )
Ka
r . sin 2 . sin( )
sin( ). sin( )
r 1
sin( ). sin( )
2
Kết quả được tổng hợp trong bảng sau:
2.6.3.1. Bảng các hệ số tính toán áp lực đất
Tên gọi các đại lượng
Góc ma sát có hiệu của đất đắp
Góc ma sát giữa đất và tường
Góc giữa mặt đất với phương ngang
Góc giữa lưng tường với phương ngang
Hệ số
Hệ số áp lực đất chủ động
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Kí hiệu
J
D
B
Q
R
Ka
Lớp: Cầu Hầm - K48
Giá trị
35
0
0
90
2.476
0.271
Đơn vị
độ
độ
độ
độ
190
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
2.6.3.2 - Bảng tính toán áp lực đất cho mặt cắt I-I (mặt cắt đáy
móng)
Tên gọi các đại lượng
Chiều cao lớp đất đắp
Bề rộng tính toán áp lực đất
Chiều cao lớp đất tương đương của hoạt tải
Áp lực đất ngang chủ động
Cánh tay đòn
Giá trị mô men
Áp lực đất ngang do hoạt tải sau mố
Cánh tay đòn
Giá trị mô men
Kí hiệu Giá trị Đơn vị
H
9
m
B
11.3
m
heq
0.61
m
EH
217.31
T
eEH
4.05
m
MEH
LS
eLS
MLS
880.09
29.46
4.5
132.56
T.m
T
m
T.m
2.6.3.3 - Bảng tính toán áp lực đất cho mặt cắt II-II (chân tường
thân)
Tên gọi các đại lượng
Chiều cao lớp đất đắp
Bề rộng tính toán áp lực đất
Chiều cao lớp đất tơng đơng của hoạt tải
Áp lực đất ngang chủ động
Cánh tay đòn
Giá trị mô men
Áp lực đất ngang do hoạt tải sau mố
Cánh tay đòn
Giá trị mô men
Kí hiệu Giá trị Đơn vị
H
7
m
B
11.3
m
heq
0.71
m
EH
131.46
T
eEH
3.15
M
MEH 414.09 T.m
LS
26.67
T
eLS
3.5
M
MLS
93.33
T.m
2.6.3.4- Bảng tính toán áp lực đất cho mặt cắt III-III (chân tường
đỉnh)
Tên gọi các đại lợng
Chiều cao lớp đất đắp
Bề rộng tính toán áp lực đất
Chiều cao lớp đất tương đương của hoạt tải
Áp lực đất ngang chủ động
Cánh tay đòn
Giá trị mô men
Áp lực đất ngang do hoạt tải sau mố
Cánh tay đòn
Giá trị mô men
Kí hiệu Giá trị Đơn vị
H
2
M
B
11.3
M
heq
1.533
M
EH
10.73
T
eEH
0.9
M
MEH
9.66
T.m
LS
16.45
T
eLS
1
M
MLS 16.45
T.m
2.6.3.5- Bảng tính toán áp lực đất cho mặt cắt IV-IV (chân tường
cánh)
Tên gọi các đại lượng
1 - Áp lực đất khối 1
Chiều cao lớp đất đắp
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
H
7
M
Lớp: Cầu Hầm - K48
191
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
Bề rộng tính toán áp lực đất
Chiều cao lớp đất tương đương của hoạt tải
Áp lực đất ngang chủ động
Cánh tay đòn
Giá trị mô men
Áp lực đất ngang do hoạt tải sau mố
Cánh tay đòn
Giá trị mô men
2 - Áp lực đất khối 2
Chiều cao lớp đất đắp
Bề rộng tính toán áp lực đất
Chiều cao lớp đất tơng đơng của hoạt tải
Áp lực đất ngang chủ động
Cánh tay đòn
Giá trị mô men
Áp lực đất ngang do hoạt tải sau mố
Cánh tay đòn
Giá trị mô men
B
heq
EH
eEH
MEH
LS
eLS
MLS
3.8
0.71
45.41
3.15
143.05
9.21
3.5
32.24
M
M
T
M
T.m
T
M
T.m
H
B
heq
EH
eEH
MEH
LS
eLS
MLS
4
2.2
1.0533
8.58
4.8
41.21
4.52
5.2
23.51
M
M
M
T
M
T.m
T
M
T.m
3. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP TẠI CÁC MẶT CẮT:
3.1. Nguyên tắc tính và bố trí cốt thép
3.1.1. Nguyên tắc chung
- Cốt thép đối với các mặt cắt I-I , II-II , III-III được tính và bố trí để đảm bảo chịu
được tổ hợp tải trọng theo TTGH cường độ I.
- Đối với mặt cắt IV-IV thì ta chỉ bố trí cốt thép chịu tải trọng theo phương ngang cầu.
3.1.2. Công thức kiểm tra điều kiện làm việc của mặt cắt.
- Do các mặt cắt chịu nén uốn đồng thời theo 2 phương do đó trước khi tính toán và bố trí
cốt thép thì ta phải kiểm tra điều kiện làm việc của mặt cắt để áp dụng các đúng các công
thức kiểm toán.
+) Nếu lực nén dọc trục Pu > 0,1.j.fc.Ag thì ta kiểm toán theo công thức:
1
1
1
1
Prxy Prx Pry .PO
Với: PO = 0,85.fc.(Ag-Ast) + Asr.fy
+) Nếu lực nén dọc trục Pu < 0,1.j.fc.Ag thì ta kiểm toán theo công thức:
M ux M uy
1,0
M rx M ry
Trong đó:
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Lớp: Cầu Hầm - K48
192
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
+) j : Hệ số sức kháng với cấu kiện chịu nén dọc trục, j = 0,75
+) Pu : Lực nén tính toán trong mặt cắt dầm chủ
+) Ag : Diện tích nguyên của mặt cắt.
+) Mux : Mômen uốn tính toán tác dụng theo phương x
+) Muy : Mômen uốn tính toán tác dụng theo phương y
+) Mrx : Mômen uốn tính toán đơn trục theo phương x
+) Mry : Mômen uốn tính toán đơn trục theo phương y
+) Prx : Sức kháng nén tính toán theo phương x (khi chỉ xét độ lệch tâm ey)
+) Pry : Sức kháng nén tính toán theo phương y (khi chỉ xét độ lệch tâm ex)
+) Prxy : Sức kháng nén tính toán theo 2 phương.
3.1.3. Tính toán và bố trí cốt thép chịu mômen uốn.
- Cốt thép tại các mặt cắt được bố trí theo cấu tạo sau đó kiểm tra khả năng chịu lực của
mặt cắt. Nếu không đạt thì ta phải bố trí lại cốt thép.
- Xác định chiều cao vùng chịu nén theo công thức của mặt cắt chữ nhật ta có:
a
AS . fY AS '. fY
cm
0,85. f C .b
- Xác định chiều cao vùng chịu nén thực: c =
- Kiểm tra hàm lượng thép tối đa:
a
cm
1
c
0,42
dS
- Tính mômen kháng uốn danh định của mặt cắt theo công thức của mặt cắt chữ nhật
M n A¸S . fY .( d S
a
a
) A¸ S '. fY .( d S ' ) T.m
2
2
- Mômen kháng uốn tính toán của mặt cắt:
Mr = j.Mn
Với: j: Hệ số sức kháng, với kết cấu BTCT không DƯL lấy: j = 0,9
- Công thức kiểm tra hàm lượng thép tối thiểu
+) Kiểm tra theo cường độ:
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Mr
1,33
TT
M max
Lớp: Cầu Hầm - K48
193
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
'
+) Kiểm tra hàm lượng thép: Pmin
f
0,03 c
fy
Trong đó:
+) fc: Cường độ chịu nén của bê tông tuổi 28 ngày,
fc = 30 Mpa = 0,3 T/cm2 ứng với bê tông mác M300.
+) fy: Giới hạn bền của thép: fy = 420 Mpa = 4,2 T/cm2
+) pmin: hàm lượng cốt thép chịu kéo bố trí.
pmin
AS ¸
Ag
Với: AS: Diện tích cốt thép chịu kéo bố trí.
Ag: Tiết diện nguyên của mặt cắt.
3.1.4. Kiểm toán khả năng chịu cắt của mặt cắt.
Vu φ .Vn
- Công thức kiểm toán:
Trong đó:
+)
: Hệ số sức kháng cắt được xác định theo quy định trong bảng 5.5.2.2-1,
= 0.9 (với kết cấu BTCT thông thường)
+) Vn : Sức kháng cắt danh định được xác định theo quy định của điều 5.8.3.2.
Vn1 Vc Vs Vp
Vn min
'
Vn2 0.25f c b v d v Vp
Với:
+) Vc 0.083 f c' b v d v
+) Vs
A v f y d v cotg cotg sin
s
5
+) Vp Astr . f p . sini
i 1
+) dv: chiều cao chịu cắt có hiệu được xác định trong điều 5.8.2.7, lấy dv = 0,72. h
+) bv: bề rộng bụng có hiệu, lấy bằng bệ rộng lớn nhất trong chiều cao dv.
+) s: Cự ly cốt thép đai.
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Lớp: Cầu Hầm - K48
194
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
+) : Hệ số chỉ khả năng bêtông bị nứt chéo truyền lực kéo được quy định trong
điều 5.8.3.4. , lấy = 2
+) : Góc nghiêng của ứng suất nén chéo được xác định trong điều 5.8.3.4, = 45o
+) : Góc nghiêng của cốt thép đai đối với trục dọc (độ). Nếu cốt đai thẳng đứng,
= 900.
+) Av: Diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly S (mm2).
+) VP: Thành phần lực ứng suất trước có hiệu trên hướng lực cắt tác dụng, là dương
nếu ngược chiều lực cắt (N). Với kết cấu BTCT thường VP = 0
3.1.5. Kiểm toán khả năng chống nứt của mặt cắt.
- Sử dụng tải trọng được tổ hợp theo TTGH sử dụng, tức là tải trọng tiêu chuẩn
+) Tĩnh tải không xét hệ số tải trọng.
+) Hoạt tải không xét hệ số tải trọng, hệ số xung kích.
- Điều kiện kiểm toán: Các cấu kiện được thiết kế sao cho ứng suất kéo trong cốt thép
chịu kéo ở TTGH sử dụng fsa phải thoả mãn:
f S f sa
Z
0,6. f y 0,6.4,2 2,52(T / cm2 )
1/ 3
(d c . A)
Trong đó:
+) dC: Chiều cao phần bê tông tính từ thớ chịu kéo ngoài cùng đến tâm của thanh
thép hay sợi thép đặt gần mép bê tông nhất. Mục đích là nhằm đảm bảo chiều dày thực
của lớn bê tông bảo vệ dc > 5 cm.
+) Abt: Diện tích phần bê tông có cùng trọng tâm với cốt thép chủ chịu kéo và được
bảo bởi các mặt ngang và các đường thẳng song song với trục TTH của mặt cắt.
Và =>
A
Abt
nthanh
Với: +) Nthanh: là số thanh thép thường chịu kéo trong phạm vi Abt.
+) Z: là thông số bề rộng vết nứt (N/mm). Z được xác định như sau:
1 - Đối với điều kiện môi trường thông thường Z 30000 N/mm = 30 T/cm
2 - Đối với điều kiện môi trường khắc nghiệt Z 23000 N/mm = 23 T/cm
3 - Đối với kết cấu vùi dưới đất
Z 17500 N/mm = 17,5 T/cm
Giả sử ta thiết kế cho kết cấu dầm chủ trong điều kiện môi trường bình thường khi đó ta
lấy thông số bề rộng vết nứt: Z = 25000 N/mm = 25 T/cm
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Lớp: Cầu Hầm - K48
195
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
- Ứng suất trong cốt thép chịu kéo được tính theo công thức:
fS
M tc
AS . j.d S
Trong đó:
+) MTC: là mômen tại mặt cắt theo TTGH sử dụng.
+) AS: Diện tích cốt thép chịu kéo bố trí.
+) dS: Chiều cao có hiệu của mặt cắt.
+) j: Thông số tính toán: j = 1- k/3
Với k được tính theo công thức: k .n 2 .n 2 2. .n
+) r: Hàm lượng cốt thép chịu kéo bố trí:
AS
b.d S
+) n: Tỉ số giữa mô đun đàn hồi của thép với môđun đàn hồi của bê tông.
n
ES 2000
6,36
EC
380
3.2. Kiểm toán mặt cắt I - I: (Mặt cắt đáy bệ móng)
a. Tổng hợp tải trọng tính đến mặt cắt I - I:
HẠNG MỤC
Lực đứng
Tĩnh tải mố + Nhịp(DC)
Tĩnh tải đất đắp (EV)
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
Hoạt tải (LL+IM+PL)
Tổng cộng
Lực ngang
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
Tổng cộng
LỰC (T)
MÔMEN
968.10
693.59
106.69
130.34
1898.73
-634.78
-1368.68
218.72
213.76
-1570.98
29.46
217.31
0.00
145.76
392.52
132.56
880.09
0.00
1064.06
2076.71
CƯỜNG
ĐỘ I
b. Các tổ hợp tải trọng
Tải trọng
Tĩnh tải mố + Nhịp(DC)
Tĩnh tải đất đắp (EV)
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Hệ số
1.25
P (T)
1210.13
1.35
936.35
Lớp: Cầu Hầm - K48
H(T)
M
-793.47
1847.72
196
(Hệ số tải trọng Hmax.Pmin)
CƯỜNG ĐỘ III (Hệ số tải trọng Hmax.Pmin)
CƯỜNG (Hệ
ĐỘ số
II tải trọng Max)
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
Hoạt tải (LL+IM+PL)
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
Tổng cộng
Tải trọng
Tĩnh tải mố + Nhịp(DC)
1.50
1.75
1.75
1.50
1.75
1.00
160.04
228.10
Hệ số
0.90
2534.62
P (T)
871.29
Tĩnh tải đất đắp (EV)
1.35
936.35
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
Hoạt tải (LL+IM+PL)
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
0.65
0.00
0.00
1.50
0.00
1.00
69.35
0.00
51.55
325.96
0.00
145.76
523.27
H(T)
328.09
374.08
231.97
1320.13
0.00
1064.06
677.14
M
-571.30
1847.72
0.00
325.96
0.00
145.76
142.17
0.00
0.00
1320.13
0.00
1064.06
1876.99
471.72
107.34
Hệ số
0.90
P (T)
871.29
H(T)
Tĩnh tải đất đắp (EV)
1.35
936.35
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
Hoạt tải (LL+IM+PL)
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
0.65
1.35
1.35
1.50
1.35
1.00
69.35
175.96
39.77
325.96
0.00
145.76
M
-571.30
1847.72
142.17
288.58
178.95
1320.13
0.00
1064.06
2052.96
511.49
574.87
P (T)
968.10
H(T)
M
-634.78
Tổng cộng
Tải trọng
Tĩnh tải mố + Nhịp(DC)
Tổng cộng
Tải trọng
Tĩnh tải mố + Nhịp(DC)
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Hệ số
1.00
Lớp: Cầu Hầm - K48
197
(Hệ số tải trọng max ) SỬ DỤNG
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
Tĩnh tải đất đắp (EV)
1.00
693.59
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
Hoạt tải (LL+IM+PL)
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
106.69
130.34
Tổng cộng
1898.73
29.46
217.31
0.00
145.76
1368.68
218.72
213.76
132.56
880.09
0.00
1064.06
392.52
505.73
3.2.1. Bố trí cốt thép chịu mô men uốn
- Bảng tính toán và bố trí cốt thép
Kí
Muy
h
b
Ag
f
n
n
ats
ds
As
hiệu
T.m
cm
cm
cm2
mm hang thanh
cm
cm
cm2
Giá trị 677.14 650 1300 845000 20
1
65
6.4
643.6 204.20
a
c
Mny
Mry Mr/
Pny
Pry
0.03.
c/ds
P min
cm
cm
T.m
T.m /Mtt
T
T
.fc/fy
Giá trị 2.587 3.23 0.005 5509 4958 7.322 173024 129768 0.0001 0.002
Kết
không
Đạt
Đạt
luận
đạt!
- Kiểm tra cường độ mặt cắt:
Ta có:
Mr
4958
7.322 > 1,33 => Đạt
M tt 677.14
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu:
Pmin = 0,0001 < 0,03 . fc/ fy = 0,002 => không đạt
Điều kiện hàm lượng cốt thép tối thiểu không đạt vì diện tích mặt cắt là rất lớn. Do đó ta
chỉ cần đảm bảo khả năng chịu lực của mặt cắt là được.
Kết luận: Mặt cắt đảm bảo khả năng chịu lực
3.2.2. Kiểm toán khả năng chịu cắt của tiết diện
Kí
hiệu
Vu
T
bv
mm
Giá trị
523.27
n
thanh
0
1300
Av bt
cm2
0.00
Av
n
As
cần
nhánh cm2
2
cm
18252
30
16 0.422
0
0.00
q
Vc
Vs
Vn
Vn
Vr
độ
T
T
T
T
T
45
55317 0.00 45630 45630 41067
Đạt !
dv
0.5.j.
0,1.fc.
mm (Vc+Vp) bv.dv
468
a
độ
90
Kết luận
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
24893
b
độ
2
S bt
cm
Lớp: Cầu Hầm - K48
f
mm
198
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
Kết luận: Như vậy ta thấy với tiết diện bê tông của mặt cắt cũng đã đảm bảo khả
năng chịu lực cắt nhưng ta vẫn bố trí cốt thép đai theo cấu tạo
3.2.3. Kiểm toán khả năng chống nứt của mặt cắt.
Kí
hiệu
Giá
trị
M tc
T.m
Z
T/cm
ats
cm
ds
cm
Es/Ec
n
thanh
As
cm2
r
K
j
505.73
25
6.4
643.6
6.35
65
204.20
0.0002
0.0541
0.98
dc
cm
6.4
Abt
cm2
16640
A
cm2
256
0.6fy
T/cm2
2.52
fa
T/cm2
2.12
fs
T/cm2
0.39
Đạt
Đạt
Kết
luận
- Kiểm tra ứng suất sử dụng trong cốt thép chịu kéo:
Ta có fsa = 2,12 T/cm2 < 0,6.fy = 2,52 T/cm2 => Đạt
- Kiểm tra ứng suất trong cốt thép chịu kéo:
Ta có fs = 0,39 T/cm2 < fsa = 2.12 T/cm2 => Đạt
- Kết luận: Mặt cắt đảm bảo khả năng chịu chống nứt.
3.3. Kiểm toán mặt cắt II - II (Mặt cắt chân tường thân):
a. Tổng hợp tải trọng tới mặt cắt II - II:
HẠNG MỤC
Lực đứng
Tĩnh tải mố + Nhịp(DC)
Tĩnh tải đất đắp (EV)
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
Hoạt tải (LL+IM+PL)
Tổng cộng
Lực ngang
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
Tổng cộng
LỰC (T)
MÔMEN
401.12
0.00
71.13
104.27
576.52
17.42
0.00
10.67
15.64
43.73
26.67
131.46
0.00
145.76
303.89
93.33
414.09
0.00
772.54
1279.96
CƯỜNG
ĐỘ I
b. Các tổ hợp tải trọng
Tải trọng
Tĩnh tải mố + Nhịp(DC)
Tĩnh tải đất đắp (EV)
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Hệ số
1.25
1.35
1.50
P (T)
501.40
0.00
106.69
Lớp: Cầu Hầm - K48
H(T)
M
21.77
0.00
16.00
199
SỬ DỤNG (Hệ số tải trọng Hmax.Pmin)
CƯỜNG ĐỘ III (Hệ số tải trọng Hmax.Pmin)
(Hệ số tải trọng
CƯỜNG ĐỘ II
Max)
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
Hoạt tải (LL+IM+PL)
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
Tổng cộng
Tải trọng
Tĩnh tải mố + Nhịp(DC)
Tĩnh tải đất đắp (EV)
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
Hoạt tải (LL+IM+PL)
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
1.75
1.75
1.50
1.75
1.00
Hệ số
0.90
1.35
0.65
0.00
0.00
1.50
0.00
1.00
Tổng cộng
Tải trọng
Tĩnh tải mố + Nhịp(DC)
Tĩnh tải đất đắp (EV)
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
Hoạt tải (LL+IM+PL)
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
Hệ số
0.90
1.35
0.65
1.35
1.35
1.50
1.50
1.00
Tổng cộng
Tải trọng
Tĩnh tải mố + Nhịp(DC)
Tĩnh tải đất đắp (EV)
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Hệ số
1.00
1.00
1.00
182.48
0.00
197.18
0.00
145.76
27.37
163.33
621.13
0.00
772.54
1622.15
M
15.68
0.00
6.94
0.00
0.00
621.13
0.00
772.54
407.24
342.95
1416.28
P (T)
361.01
0.00
46.23
140.77
H(T)
36.00
197.18
0.00
145.76
M
15.68
0.00
6.94
21.12
126.00
621.13
0.00
772.54
548.01
378.95
1563.40
P (T)
401.12
0.00
71.13
H(T)
M
17.42
0.00
10.67
790.57
P (T)
361.01
0.00
46.23
0.00
Lớp: Cầu Hầm - K48
46.67
197.18
0.00
145.76
389.61
H(T)
200
(Hệ số tải trọng max )
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
Hoạt tải (LL+IM+PL)
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
Tổng cộng
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
104.27
576.52
26.67
131.46
0.00
145.76
15.64
93.33
414.09
0.00
772.54
303.89
1323.69
Tổ hợp dùng để kiểm toán: Cường độ I
3.3.1. Bố trí cốt thép chịu mô men uốn
- Bảng tính toán và bố trí cốt thép
Kí
Muy
h
b
hiệu
T.m
cm
cm
Giá trị
1622 170 1200
Kí
a
c
c/ds
hiệu
cm
cm
Giá trị 4.967 6.209 0.038
Kết luận
Đạt
Ag
F
n
n
ats
ds
2
cm
mm hang thanh
cm
cm
204000 24
1
80
5
165.0
Mny
Mry Mr/
Pny
Pry
P min
T.m
T.m /Mtt
T
T
2470 2223 1.371 42758 32069
0.0017
Đạt
Không đạt
As
cm2
361.91
0.03.
.fc/fy
0.002
- Kiểm tra cường độ mặt cắt:
Ta có:
M r 2223
1,371 > 1,33 => Đạt
M tt 1622
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu:
Pmin = 0,0017 < 0,03 . fc/ fy = 0,002 => Không đạt
Điều kiện hàm lượng cốt thép tối thiểu không đạt vì diện tích mặt cắt là rất lớn. Do đó ta
chỉ cần đảm bảo khả năng chịu lực của mặt cắt là được.
3.3.2. Kiểm toán khả năng chịu cắt của tiết diện.
Kí
hiệu
Giá trị
Vu
bv
dv
0.5.j. 0,1.fc.
f
Av cần
n
As
S bt
T
mm mm Vc+Vp bv.dv
mm cm2 nhánh cm2
389.6 1200 122 6009.6 4406.4
40
14
0.520
0
0.00
n
Av bt a
b
q
Vc
Vs
Vn
Vn
Vr
thanh cm2 độ
độ
độ
T
T
T
T
T
0
0.00 90
2
90
13355 0.00 11016 11016 9914
Kết luận
Đạt!
Kết luận: Như vậy ta thấy với tiết diện bê tông của mặt cắt cũng đã đảm bảo khả
năng chịu lực cắt nhưng ta vẫn bố trí cốt thép đai theo cấu tạo
3.3.3. Kiểm toán khả năng chống nứt của mặt cắt.
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Lớp: Cầu Hầm - K48
201
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
Kí
hiệu
Giá trị
M tc
Z
ats
ds
n
As
Es/Ec
r
K
j
T.m T/cm cm cm
thanh
cm2
1280 22
5 165.0 6.35
80
361.91 0.0018 0.14119 0.95
dc
Abt
A
0.6fy
fa
fs
cm
cm2
cm2
T/cm2 T/cm2 T/cm2
5.0 12000 150
2.52
2.42
2.25
Kết luận
Đạt
Đạt
- Kiểm tra ứng suất sử dụng trong cốt thép chịu kéo:
Ta có fsa = 2,42 T/cm2 < 0,6.fy = 2,52 T/cm2 => Đạt
- Kiểm tra ứng suất trong cốt thép chịu kéo:
Ta có fs = 2.25 T/cm2 < fsa = 2.42 T/cm2 => Đạt
- Kết luận: Mặt cắt đảm bảo khả năng chịu chống nứt
3.4. Kiểm toán mặt cắt III-III (Mặt cắt chân tường đỉnh):
a. Bảng tổng hợp tải trọng xét tới mặt cắt III-III:
HẠNG MỤC
Lực đứng
Tĩnh tải mố
Tĩnh tải đất đắp (EV)
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
Hoạt tải (LL+IM+PL)
Tổng cộng
Lực ngang
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
Tổng cộng
LỰC (T)
MÔMEN
30.00
0.00
0.00
0.00
30.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
16.45
10.73
0.00
0.00
27.19
16.45
9.66
0.00
0.00
26.11
(Hệ số tải trọng Max)CƯỜNG ĐỘ I
b. Các tổ hợp tải trọng
Tải trọng
Tĩnh tải mố + Nhịp(DC)
Tĩnh tải đất đắp (EV)
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
Hoạt tải (LL+IM+PL)
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
Tổng cộng
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Hệ số
1.25
1.35
1.50
1.75
1.75
1.50
1.75
1.00
P (T)
37.50
0.00
0.00
0.00
37.50
Lớp: Cầu Hầm - K48
H(T)
28.80
16.10
0.00
0.00
M
0.00
0.00
0.00
0.00
28.80
14.49
0.00
0.00
44.89
43.28
202
(Hệ số tải trọng max )SỬ DỤNG (Hệ số tải trọng Hmax.Pmin)CƯỜNG ĐỘ III (Hệ số tải trọng Hmax.Pmin)CƯỜNG ĐỘ II
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
Tải trọng
Tĩnh tải mố + Nhịp(DC)
Tĩnh tải đất đắp (EV)
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
Hoạt tải (LL+IM+PL)
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
Hệ số
0.90
1.35
0.65
0.00
0.00
1.50
0.00
1.00
Tổng cộng
Tải trọng
Tĩnh tải mố + Nhịp(DC)
Tĩnh tải đất đắp (EV)
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
Hoạt tải (LL+IM+PL)
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
Hệ số
0.90
1.35
0.65
1.35
1.35
1.50
1.50
1.00
Tổng cộng
Tải trọng
Tĩnh tải mố + Nhịp(DC)
Tĩnh tải đất đắp (EV)
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
Hoạt tải (LL+IM+PL)
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
Tổng cộng
Hệ số
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
P (T)
27.00
0.00
0.00
0.00
0.00
16.10
0.00
0.00
M
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
14.49
0.00
0.00
27.00
16.10
14.49
P (T)
27.00
0.00
0.00
0.00
H(T)
22.21
16.10
0.00
0.00
M
0.00
0.00
0.00
0.00
22.21
14.49
0.00
0.00
27.00
38.31
36.70
P (T)
30.00
0.00
0.00
0.00
H(T)
M
0.00
0.00
0.00
0.00
16.45
9.66
0.00
0.00
26.11
30.00
H(T)
16.45
10.73
0.00
0.00
27.19
3.4.1. Bố trí cốt thép chịu mô men uốn
- Bảng tính toán và bố trí cốt thép
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Lớp: Cầu Hầm - K48
203
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
Kí
hiệu
Giá trị
Muy
h
b
Ag
f
n
n
ats
ds
As
T.m
cm
cm
cm2
mm hang thanh
cm
cm
cm2
43.28 50
1200 60000 18
1
60
6.4
43.6 152.68
a
c
Mny Mry Mr/
Pny
Pry
P
0.03.
c/ds
cm
cm
T.m
T.m /Mtt
T
T
min
.fc/fy
Giá trị 2.096 2.620 0.060 273 245.6 5.67 12722 9541.4 0.003 0.002
Kết luận
Đạt
Đạt
Đạt
- Kiểm tra cường độ mặt cắt:
Ta có:
M r 254.6
5.67 > 1,33 => Đạt
M tt 43.28
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu:
Pmin = 0,003 > 0,03 . fc/ fy = 0,002 => Đạt
- Kết luận: Mặt cắt đảm bảo khả năng chịu lực
3.4.2. Kiểm toán khả năng chịu cắt của tiết diện.
Kí
hiệu
Giá trị
Vu
bv dv 0.5.j. 0,1.fc.
f
Av cần
n
As
S bt
2
T
T
T Vc+Vp bv.dv
mm
cm
nhánh cm2
44.89 1200 36 1767. 1296
40
16
0.520
0
0.00
n
Av bt a
b
q
Vc
Vs
Vn
Vn
Vr
thanh cm2 độ
độ
độ
T
T
T
T
T
0
0.00 90
2
45
3928 0.00 3240 3240 2916
Kết luận
Đạt!
Kết luận: Như vậy ta thấy với tiết diện bê tông của mặt cắt cũng đã đảm bảo khả
năng chịu lực cắt nhưng ta vẫn bố trí cốt thép đai theo cấu tạo
3.4.3. Kiểm toán khả năng chống nứt của mặt cắt.
Tên gọi các đại lượng
Mômen tiêu chuẩn
Thông số bề rộng vết nứt
Tỉ số mô đun đàn hồi
Số thanh cốt thép chịu kéo bố trí
Diện tích cốt thép bố trí
Hàm lượng thép bố trí
Thông số tính toán k
Thông số tính toán j
KC từ mép bê tông cốt thép chịu kéo
Vị trí trọng tâm cốt thép
Chiều cao có hiệu của mặt cắt
Diện tích bê tông bao bọc côt thép
Diện tích phần bê tông tính đổi
Ứng suất SD trong cốt thép chịu kéo
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Kí hiệu
My tc
Z
n
n thanh
As
r
k
J
dc
ats
Ds
Abt
A
fa
Giá trị
26.11
25
6.35
60
106.81
0.002
0.1486
0.94
6.4
6.4
43.6
15360
256
2.12
Lớp: Cầu Hầm - K48
Đơn vị Kết luận
T.m
T/cm
thanh
cm2
cm
cm
cm
cm2
cm2
T/cm2
Đạt
204
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
Ứng suất trong cốt thép chịu kéo
Giá trị so sánh
0.42 T/cm2
2.52 T/cm2
fs
0.6fy
Đạt
3.5. Kiểm toán mặt cắt IV - IV (Mặt cắt chân tường cánh)
a. Tổng hợp tải trọng tính đến mặt cắt IV - IV:
HẠNG MỤC
Lực đứng
Tĩnh tải mố + Nhịp(DC)
Tĩnh tải đất đắp (EV)
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
Hoạt tải (LL+IM+PL)
Tổng cộng
Lực ngang
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
Tổng cộng
LỰC (T)
MÔMEN
82.45
0.00
0.00
0.00
82.45
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
13.73
54.00
0.00
0.00
67.73
24.00
67.20
0.00
0.00
91.20
CƯỜNG ĐỘ II (Hệ số tải trọng Max)
CƯỜNG ĐỘ I
b. Các tổ hợp tải trọng
Tải trọng
Tĩnh tải mố + Nhịp(DC)
Tĩnh tải đất đắp (EV)
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
Hoạt tải (LL+IM+PL)
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
Hệ số
1.25
1.35
1.50
1.75
1.75
1.50
1.75
1.00
Tổng cộng
Tải trọng
Tĩnh tải mố + Nhịp(DC)
Tĩnh tải đất đắp (EV)
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
Hoạt tải (LL+IM+PL)
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Hệ số
0.90
1.35
0.65
0.00
0.00
1.50
0.00
1.000
P (T)
103.06
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
24.03
81.00
0.00
0.00
M
0.00
0.00
0.00
0.00
42.00
100.80
0.00
0.00
103.06
105.03
142.80
P (T)
74.21
0.00
0.00
0.00
H(T)
M
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
100.80
0.00
0.00
0.00
0.00
Lớp: Cầu Hầm - K48
H(T)
0.00
81.00
0.00
0.00
205
(Hệ số tải trọng max )
SỬ DỤNG (Hệ số tải trọng Hmax.Pmin)
CỜNG
(Hệ số ĐỘ
tải trọng
III Hmax.Pmin)
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
Tổng cộng
Tải trọng
Tĩnh tải mố + Nhịp(DC)
Tĩnh tải đất đắp (EV)
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
Hoạt tải (LL+IM+PL)
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
Hệ số
0.90
1.35
0.65
1.35
1.35
1.50
1.50
1.00
Tổng cộng
Tải trọng
Tĩnh tải mố + Nhịp(DC)
Tĩnh tải đất đắp (EV)
Tĩnh tải lan can +Lớp phủ
Hoạt tải (LL+IM+PL)
áp lực đất do Hoạt tải (LS)
áp lực đất tĩnh (EH)
Lực hãm (BR)
Lực ma sát (FR)
Hệ số
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
1.00
Tổng cộng
74.21
81.00
100.80
P (T)
74.21
0.00
0.00
0.00
H(T)
0.00
0.00
18.54
81.00
0.00
0.00
M
0.00
0.00
0.00
0.00
32.40
100.80
0.00
0.00
74.21
99.54
133.20
P (T)
82.45
0.00
0.00
0.00
H(T)
0.00
0.00
13.73
54.00
0.00
0.00
M
0.00
0.00
0.00
0.00
24.00
67.20
0.00
0.00
82.45
67.73
91.20
3.5.1. Bố trí cốt thép chịu mô men uốn
- Bảng tính toán và bố trí cốt thép
Kí
hiệu
Giá trị
Mux
T.m
125.4
h
cm
50
b
cm
700
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Ag
f
cm2 mm
35000 20
n
n
hang thanh
1
35
Lớp: Cầu Hầm - K48
ats
cm
6.4
ds
cm
43.6
As
cm2
109.96
206
Thiết kế kỹ thuật
GVHD: Th.s Ngô Châu Phương
a
c
c/ds
cm
cm
Giá trị 2.587 3.234 0.074
Kết luận
Đạt
Mny
T.m
195
Mry Mr/
Pny
Pry
P min
T.m /Mtt
T
T
176 1.403 7487 5615.3 0.003
Đạt
0.03.
.fc/fy
0.002
- Kiểm tra cường độ mặt cắt:
Ta có:
Mr
176
1,403 > 1,33 => Đạt
M tt 125.4
- Kiểm tra hàm lượng cốt thép tối thiểu:
Pmin = 0,003 > 0,003. fc/ fy = 0,002 => Đạt
Như vậy ta thấy khả năng chịu uốn của mặt cắt không đảm bảo điều kiện > 1,33 Mtt tuy
nhiên vẫn lớn hơn Mtĩnh tải do vậy ta vẫn có thể chấp nhân được. Hàm lượng cốt thép tối
thiểu bố trí như vậy là hợp lý.
- Kết luận: Mặt cắt đảm bảo khả năng chịu lực
3.5.2. Kiểm toán khả năng chịu cắt của tiết diện.
Kí
hiệu
Giá trị
Vu
bv
T
T
105.03 700
n
Av bt
thanh cm2
0
0.00
Kết luận
dv 0.5.j. 0,1.fc. S bt
f
Av cần
n
As
T Vc+Vp bv.dv cm mm
cm2
nhánh cm2
36 1031.1 756
30
14
0.227
0
0.00
a
q
Vc
Vs
Vn
Vn
Vr
b
độ
độ
T
T
T
T
T
90
2
45
2291 0.00 1890 1890 1701
Đạt !
Kết luận: Như vậy ta thấy với tiết diện bê tông của mặt cắt cũng đã đảm bảo khả
năng chịu lực cắt nhưng ta vẫn bố trí cốt thép đai theo cấu tạo
3.5.3. Kiểm toán khả năng chống nứt của mặt cắt.
Kí
hiệu
Giá trị
M tc
Z
ats ds
n
As
Es/Ec
r
k
j
T.m T/cm cm cm
thanh cm2
91.20 25 6.4 43.6 6.35
35 109.96 0.0036 0.1922 0.94
dc
Abt
A
0.6fy
fa
fs
cm
cm2
cm2 T/cm2 T/cm2 T/cm2
6.4 8960
256
2.52
2.12
2.03
Kết luận
Đạt
Đạt
- Kiểm tra ứng suất sử dụng trong cốt thép chịu kéo:
Ta có fsa = 2,12 T/cm2 < 0,6.fy = 2,52 T/cm2 => Đạt
- Kiểm tra ứng suất trong cốt thép chịu kéo:
Ta có fs = 2.03 T/cm2 < fsa = 2,12 T/cm2 => Đạt
SVTH: Nguyễn Ngọc Tính
Lớp: Cầu Hầm - K48
207
