TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MỐ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (503.58 KB, 38 trang )
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
CHƯƠNG VI
TÍNH TỐN THIẾT KẾ MỐ CẦU
I. KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC CỦA KẾT CẤU
I.1. Kích thước thiết kế mố
I.1.1. Cấu tạo mố M1:
MC CẦ
U MỐM1
I.1.2. Các kích thước cơ bản của mố:
- Kích thước theo phương dọc cầu:
STT
Tên gọi các kích thước
1 Chiều rộng bệ mố
2 Bề rộng tường cánh
3 Bề dày tương thân
4 Khoảng cách từ tường thân tới mép ngồi bệ
5 Bề rộng tường cánh (phần đi)
6 Bề rộng tường cánh tồn bộ
7 Khoảng cách từ tường đầu đến mép ngồi bệ
8 Bề dày tường đầu
9 Kích thước phần đỡ bản dẫn
10 Khoảng cách từ tim gối đến mép ngồi tường thân
11 Kích thước đá kê gối theo phương dọc cầu
12 Chiều rộng đất đắp trước mố
13 Chiều dày bệ mố
14 Kích thước tường cánh (phương đứng)
15 Kích thước tường cánh (phương đứng)
16 Kích thước tường cánh (phương đứng)
17 Chiều cao mố từ đáy bệ đến đỉnh tường đầu
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 1
Kí hiệu Giá trị Đơn vị
a1
6
m
a2
1.9
m
a3
1.8
m
a4
1.4
m
a5
3.6
m
a6
5.5
m
a7
1.3
m
a8
0.5
m
a9
0.3
m
a10
0.85
m
a11
0.9
m
a12
0
m
b1
2.5
m
b2
1.74
m
b3
2.4
m
b4
1.2
m
b5
7.8
m
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
18
19
20
21
22
23
24
25
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
Chiều cao tường thân
Chiều cao tường đầu
Tổng chiều cao tường thân và tường đàu
Chiều cao đá kê gối
Chiều cao từ đỉnh mấu đỡ bản q độ tới đỉnh gờ lan can
Kích thước mấu đỡ bản q độ
Chiều dài bản q độ
Chiều dày bản q độ
b6
b7
b8
b9
b10
b11
lqd
dqd
3.35
1.95
5.3
0.2
1
0.4
6
1.9
m
m
m
m
m
m
m
m
- Kích thước theo phương ngang cầu:
STT
Tên kích thước
1
2
3
4
5
6
Ký hiệu Giá trị Đơn vị
tính
Bề dày tường cánh
c1
0.5
m
Chiều rộng bệ mố
c2
13
m
Bề rộng mố
c3
12
m
Bề rộng đá kê gối
c4
0.8
m
Số lượng đá kê gối
ng
5
Chiếc
Chiều rộng bản q độ
bqd
7
m
I.2. Kích thước thiết kế kết cấu nhịp cầu dẫn.
I.2.1. Cấu tạo mặt cắt ngang KCN cầu dẫn.
I.2.2. Các kích thước cơ bản của KCN cầu dẫn.
- Kết cấu nhịp cầu dẫn được sử dụng kết cấu định hình dầm giản đơn L = 33 m với
các kích thước thiết kế cơ bản như sau:
- Bảng các kích thước thiết kế KCN cầu dẫn:
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 2
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
Tên gọi các kích thước
Chiều dài nhịp thiết kế
Chiều dài nhịp tính tốn
Chiều cao dầm chủ
Chiều rộng bản cánh dưới
Chiều dày bản cánh dưới
Chiều rộng bản cánh trên
Chiều dày bản cánh trên
Chiều rộng bản bụng
Diện tích mặt cắt ngang dầm chủ
Số dầm chủ
Khoảng cách giữa các dầm chủ
Trọng lượng 1 dầm chủ
Trọng lượng dầm ngang
Gờ lan can
Lan can
Tổng
Lớp phủ mặt cầu
Kí hiệu Giá trị Đơn vị
L
33
m
Ltt
32.4
m
hdc
165 cm
Bct
65 cm
hc
25 cm
Bct
85 cm
hc
20 cm
b
20 cm
Fdc
6371 cm2
ndc
5 dầm
adc
250 cm
Pdc
587 KN
Pdn
8.58 KN/m
Pglc
222.75 kN
Plc
30.1 KN
DCtc 1977.93 KN
DW
215.2 KN
II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MỐ.
II.1. Ngun tắc chung khi tính tốn mố.
II.1.1 Các tải trọng tác dụng lên mố:
- Mố ở trên mực nước thơng thuyền và hầu như khơng ngập nước nên khơng tính
tải trọng va xơ tầu bè và cũng khơng tính tải trọng gió. Đất đắp sau mố sử dụng đất
tốt đầm chặt có γ = 1.8 T/m3 . ϕ = 300.
- 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 KCN
Phản lực thẳng đứng do hoạt tải đứng trên KCN
Lực hãm dọc cầu
Ma sát gối cầu
Áp lực của đất sau mố
Phản lực truyền xuống từ bản q độ
II.1.2. Các mặt cắt cần kiểm tốn với mố
- Mặt cắt I-I
- Mặt cắt II-II
- Mặt cắt III-III
: mặt cắt bệ móng mố
: mặt cắt chân tường thân
: mặt cắt chân tường đỉnh
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 3
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
: mặt cắt bệ
: mặt cắt đi tường cánh
: mặt cắt tường cánh
: mặt cắt tường cánh
: mặt cắt chân tường cánh
V
VI
- Mặt cắt IV-IV
- Mặt cắt V-V
- Mặt cắt VI1-VI1
- Mặt cắt VI2-VI2
- Mặt cắt VII3-VII3
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
III
VII
II
II
I
I
IV
VI
VII
IV
V
III
II.2. Xác định các tải trọng tác dụng lên mố.
II.2.1. Xác định tải trọng do trọng lượng bản thân của mố:
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
Tên kết cấu
Cơng thức tính
Bệ mố
Vbm= b1*a1*c2
Tường thân
Vtt=a3.b6.c3
Tường đỉnh
Vt®=a8.b7.c3
Vai kê bản q độ
Vvk =(b11+a9/4)*a9*(c3-2*c1)
Tường cánh ( phần sau)
Vtcs=(2b4+b3)*a5*c1
Tường cánh ( phần thân)
Vtct=2*(b2+ b3 + b4)*a2*c1
Đá kê gối
Vđkg=ng*(a11*b9*c4)
Tường che
hinh tam giác
Tĩnh tải do trọng lượng bản thân mố
Thể tích
( m3 )
195
72.36
11.7
1.8
8.64
10.146
0.72
0.585
Khối
lượng
( kN )
4875
1809
292.5
39.83
152.4
253.65
18
14.625
7455.005
- Bảng tính nội lực cho mặt cắt I-I do trọng lượng bản thân mố:
STT
1
2
3
4
5
6
Kết cấu
P (kN)
4875
1809
292.5
339.19
216
253.65
Bệ mố P1
Tường thân P2
Tường đỉnh P3
Vai kê bản q độ P4
Tường cánh ( sau) P5
Tường cánh ( phần thân) P6
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 4
Mặt cắt I-I
e (m)
M (kN.m)
0,000
0,000
-0,700
-1266.3
-0,050
-14.625
0,358
14.025
3.6
777.6
1,150
291.698
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
7
8
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
Đá kê gối P7
Tường che P8
18,00
10,56
7513.9
Tổng cộng
-1
-1,167
-----
-18
-12,323
-227.925
- Bảng tính nội lực cho mặt cắt II- II do trọng lượng bản thân mố:
STT
1
2
3
4
5
Mặt cắt II-II
P (kN)
e (m)
M (kN.m)
1809
0,000
0,000
292.5
0,650
190,125
39.19
1,058
41.456
18
-0.05
-0.9
146,34
-0.0024
-0,352
2305.03
----230.329
Kết cấu
Tường thân P2
Tường đỉnh P3
Vai kê bản q độ P4
Đá kê gối P7
Tường che P8
Tổng cộng
- Bảng tính nội lực cho mặt cắt III- III do trọng lượng bản thân mố:
STT
2
3
Mặt cắt II-II
P (kN)
e (m)
M (kN.m)
292.5
0,000
0
39.19
0,408
15.98
331.68
----15.98
Kết cấu
Tường đỉnh P3
Vai kê bản q độ P4
Tổng cộng
II.2.2. Xác định tải trọng do hoạt tải(LL) xe ơ tơ và tải trọng
người(PL).
II.2.2.1. Hoạt tải xe ơ tơ lên KCN
- Chiều dài nhịp tính tốn : L = 33 m
- Sơ đồ xếp tải trên nhịp dẫn như sau :
+) Tổng diện tích ĐAH : S = 16,2
+) Diện tích ĐAH dương: S+ = 16,2
+) Diện tích ĐAH âm:
S- = 0
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 5
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
PLL =
Tải trọng
Xe hai trục
thiết kế
Xe tải
thiết kế
Tải trọng làn
Hoạt tải xe LL
∑py
i
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
i
Tung độ đường
ảnh hưởng
1,00
0,96
0,73
0,87
1,00
16,20
Vị
trí
1'
2'
3
2
1
wL
Tải trọng
trục
110
110
35
145
145
9,3
Phản lực
Ri
110,00
105,93
25,71
125,76
145,00
150,66
1042,49
Đơn vị
kN
kN
kN
kN
kN
kN
kN
II.2.2.1.Tải trọng bộ hành.
PL =
bng*qng*nng*Ltt/2
=
146
kN
II.2.3. Tính tải trọng do lực hãm xe.
- Lực hãm xe được lấy bằng 25% trọng lượng các trục xe tải hay xe 2 trục thiết kế
trên tất cả các làn xe chạy cùng một chiều.
- Lực hãm xe đặt theo phương dọc cầu , điểm đặt cách mặt đường xe chạy 1,8 m.
- Do thiết kế trên mố đặt gối di động nên lực hãm xe theo phương dọc cầu là:
BR = 0 kN
II.2.4. Tính tải trọng do lực ma sát gối cầu.
- Lực ma sát gối cầu phải được xác định trên cơ sở của giá trị cực đại của hệ số ma
sát giữa các mặt trượt . Lực ma sát FR được xác định theo cơng thức sau:
FR = fmax. N
Trong đó :
+) fmax : là hệ số ma sát giữa bê tơng với gối di động cao su : fmax = 0,3.
+) Tổng áp lực lớn nhất do tĩnh tải và hoạt tải trên KCN truyền xuống mố
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 6
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
Vậy ta có :
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
N =DC+DW+m*Lane*(MAX(R3+R2+R1,R1'+R2')+RWL)
ta có : N = 3087 kN
FR = 0,3. 3059.4 = 926.2 kN
II.2.5. Lực ly tâm (CE).
- Lực ly tâm được lấy bằng tách số của các trọng lượng trục của xe tải hay xe hai
trục.
C=
4 v2
.
3 gR
Trong đó :
+ V : Tốc độ thiết kế
= 60 Km/h
+ g : Gia tốc trọng lực
= 9.81 m/s2
+ R : Bán kính cong của làn xe
Đặt cách mặt xe chạy là 1.8m
Hệ số tính tốn lực ly tâm C = 0 m
Trị số lực ly tâm: CE = 0 kN
II.2.6. Tải trọng gió (WS,WL).
II.2.6.1. Tải trọng gió tác dụng lên cơng trình(WS).
II.2.6.1.1Tải trọng gió ngang.
Đối với mố tính duyệt theo phương dọc cầu nên coi như tải trọng gió ngang
khơng tính.
II.2.6.1.2Tải trọng gió dọc.
- Đối với mố trụ kết cấu phần trên là giàn hay các dạng kết cấu khác có
một bề mặt cản gió lớn song song với tim dọc của kết cấu thì phải xét tải trọng gió
dọc. Vì vậy ở đây ta khơng tính đến tải trọng gió dọc.
II.2.6.2. Tải trọng gió tác dụng lên xe cộ(WL).
II.2.6.2.1. Tải trọng gió ngang.
- Áp lực gió dọc tác dụng lên xe cộ lay bằng 1.5kN/m, tác dụng theo hướng nằm
ngang song song với tim dọc kết cấu và đặt cách mặt đường 1.8m.
Trị số tải trọng gió ngang tác dụng lên xe cộ: WLN
= 24.8 kN
II.2.6.2.2. Tải trọng gió dọc.
- Áp lực gió dọc tác dụng lên xe cộ lay bằng 0.75kN/m, tác dụng theo hướng nằm
ngang song song với tim dọc kết cấu và đặt cách mặt đường 1.8m.
- Vì tại mố đặt gối di động nên ta có:
WLD = 0 kN
II.2.6.3. Tải trọng gió thẳng đứng.
- Chỉ tính tải trọng này cho các trạng thái giới hạn khơng liên quan đến gió lên
hoạt tải và chỉ tính khi lay hướng gió vng góc với trục dọc của cầu.
- Phải lay tải trọng gió thẳng đứng Pv tác dụng vào trọng tâm của diện tích thích
hợp theo cơng thức:
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 7
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
Trong đó:
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
V
PV =0.00045*V2*AV (KN)
Tốc độ gió thiết kế
38m/s
Av
Diện tích phẳng của mặt cầu
137.25m2
PV = 128.66 kN
II.2.7. Nội lực do trọng lượng đất đắp.
- Chiều cao đất đắp sau mố:
- Chiều rộng mố chịu tác dụng của các lớp (c5=c3-2*c1):
- Diện tích tác dụng của các lớp
(Ftđ=c5*(a1-a3-a4)):
- Trọng lượng riêng của lớp đất đắp sau mố:
- Chiều rộng đắp đất trước mố:
- Chiều cao đất đắp trước mố:
Bảng tính nội lực cho mặt cắt I-I bởi trọng lượng đất đắp.
Mặt cắt I-I
Kết cấu
Cơng thức
P (kN)
1.Đất sau mố
P®s=b8*Ft®*g®
2938.32
2.Đất trước mố
P®tr=b12*a12*c3*g®*1/2
0,00
Tổng cộng
2938.32
b8
c5
Ftđ
gđ
a12
b12
e (m)
1,6
-1,6
-----
= 5.3 m
= 11.00 m
= 30.8 m2
= 18kN/m3
=0m
=0m
M (kN.m)
4701.312
0
4701.312
II.2.8. Nội lực do áp lực đất EH,LS
.
II.2.8.1. Áp lực ngang đất EH.
- Áp lực ngang của đất đắp lên mố tính theo cơng thức.
EH=(g*H2*K*c5)/2 (KN)
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 8
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
Trong đó :
H
: Chiều cao áp lực đất.
HđI-I : Chiều cao áp lực đất tác dụng tại mặt cắt I-I (=b5) = 7.8 m
HđII-II : Chiều cao áp lực đất tác dụng tại mặt cắt II-II (=b5) = 5.3 m
HđIII-III : Chiều cao áp lực đất tác dụng tại mặt cắt III-III(=b5) = 1.95 m
K = Ka (hệ số áp lực đất chủ động ) nếu là tường chắn cơng xon
ka=sin2(q+j')/(T*sin2(q)*sin(q-d))
Trong đó : T = [1+sqrt(sin(j'+d)*sin(j'-b)/(sin(q+d)*sin(q+b)))]2
d
: Góc ma sát giữa đất đắp và tường :
d = 24o
b
: Góc giữa phương đất đắp với phương ngang :
b = 2o
q
: Góc giữa phương đất đắp với phương thẳng đứng : q = 90o
j'
: Góc nội ma sát của đất đắp :
j'= 35o
Ta có: T
= 3.057
Ka
= 0.240
Bảng tính áp lực ngang của đất (EH) tại các mặt cắt.
áp lực ngang của đất đáp lên tường (EH)
Mặt cắt
Cơng thức
EH (kN) e (m)
2
I-I
EHI-I=(g®*H ®I-I*Ka*c5)/2
1447.28
-3.12
II - II
EHII-II=(g®*H2®II-II*Ka*c5)/2
668.21
-2.12
2
III - III
EHIII-III=(g®*H ®III-III*Ka*c5)/2
90.45
-0,78
M (kN.m)
-4515.51
-1416.61
-70.55
II.2.8.2. Áp lực ngang do hoạt tải sau mố.
- Khi hoạt tải đứng sau mố trong phạm vi bằng chiều cao tường chắn, tác dụng của
hoạt tải có thể thay bằng lớp đất tương đương có chiều cao heq.
- Cơng thức tính áp lực đất do hoạt tải sau mố:
LS=K*heq*g*H*c5 (kN)
- Vị trí hợp lực đặt tại 0.5H.
Trong đó :
H
: Chiều cao tường chắn chịu áp lực đất.
c5
: Bề rộng tường chắn chịu áp lực đất.
K
: Hệ số áp lực đất chủ động
= 0.24
g
: Trọng lượng riêng của đất.
heq
: Chiều cao lớp đất tương đương phụ thuộc vào chiều cao tường
chắn(m)
Chiều cao tường chắn
H (mm)
≤ 1500
1500 ÷ 3000
3000 ÷ 6000
≥ 9000
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 9
Chiều cao lớp đất
tương đương heq (mm)
1700
1200
760
610
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
Bảng tính áp lực ngang do hoạt tải sau mố (LS) tại các mặt cắt.
Tiết diện
I-I
II - II
III - III
áp lực ngang do hoạt tải sau mố (LS)
H (m)
heq (m)
LS (kN)
M (kN.m)
7.8
0,67
248.63
-969.68
5.3
0,863
217.53
-576.44
1.95
1,55
143.8
-140.21
III. TỔNG HỢP TẢI TRỌNG TẠI CÁC MẶT CẮT.
III.1. Bảng hệ số tải trọng theo các TTGH cường độ.
III.1.1. - Bảng hệ số tải trọng max.
Trạng thái
giới hạn
CĐ I
CĐ II
CĐ III
Sử dụng
b DC
1,25
1,25
1,25
1,00
bDW
1,50
1,50
1,50
1,00
b EH
1,50
1,50
1,50
1,00
b EV
1,35
1,35
1,35
1,00
b LL
1,75
0,00
1,35
1,00
bmax
b BR
1,75
0,00
1,35
1,00
b PL
1,75
0,00
1,35
1,00
b LS
1,75
0,00
1,35
1,00
b WS
0,00
1,40
0,40
0,30
b WL
0,00
0,00
1,00
1,00
b FR
1,00
1,00
1,00
1,00
b LL
1,00
0,00
1,35
1,00
bmin
b BR
1,00
0,00
1,35
1,00
b PL
1,00
0,00
1,35
1,00
b LS
1,00
0,00
1,35
1,00
b WS
0,00
1,40
0,40
0,30
b WL
0,00
0,00
1,00
1,00
b FR
1,00
1,00
1,00
1,00
III.1.2. - Bảng hệ số tải trọng min.
Trạng thái
giới hạn
CĐ I
CĐ II
CĐ III
Sử dụng
b DC
0,90
0,90
0,90
1,00
bDW
0,65
0,65
0,65
1,00
b EH
0,90
0,90
0,90
1,00
b EV
1,00
III.2. Tổng hợp nội lực tại mặt cắt đáy móng (mặt cắt I –I).
III.2.1. Bảng tóm tắt:
Tải trọng
b
Tĩnh tải nhịp và mố (DC)
Bệ mố P1
Tường thân P2
Tường đỉnh P3
Vai kê bản q độ P4
Tường cánh ( sau) P5
Tường cánh ( phần thân) P6
Đá kê gối P7
Tường che P8
SVTH: PHẠM THẾ VINH
b DC
b DC
b DC
b DC
b DC
b DC
b DC
b DC
b DC
Trang 10
SV
kN
1977.93
4875
1809
292.5
39.19
216
253.65
18,00
10,56
SHx
kN
3.6
1,150
-1
-1,167
SMy
kN.m
-2205.85
0,0
0.0
190.13
41.46
777.6
291.698
-18
-12,323
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
Lớp phủ (DW)
Áp lực ngang của đất (EH)
Tĩnh tải đất đắp (EV)
Hoạt tải xe ơ tơ (LL)
Lực hãm xe (BR)
Tải trọng người đi (PL)
Áp lực ngang do hoạt tải sau mố (LS)
Áp lực thẳng đứng do hoạt tải sau mố VS)
Gió lên cơng trình (WS)
Ngang cầu
Dọc cầu
Ngang cầu
Dọc cầu
Gió lên xe cộ (WL)
Gió thẳng đứng (PV)
Lực ma sát (FR)
b DW
b EH
b EV
b LL
b BR
b PL
b LS
b LS
b WS
b WS
b WS
b WL
b WL
b WS
b FR
215.20
2938.32
1042,49
145,80
371.45
-215.20
1447.28 -4515.51
4701.312
-1042.49
0,00
0,0
-145.8
248.63
-969.68
594.32
0,00
0,0
0,00
0,0
-128.66
-7483.81
128.66
926.21
III.2.2. Bảng tổng hợp nội lực tại mặt cắt I-I theo các trạng thái giới hạn cường
độ.
Trạng thái giới hạn
Cường độ I
Cường độ II
Cường độ III
Sử dụng
Bất lợi ra sơng
SV
SHx
SMy
kN
kN
kN.m
18883.85 3532.24 -13613.70
16334.44 3097.13 -11057.44
18311.42 3432.79 -13039.70
14243.68 2622.13 -11549.23
Bất lợi vào bờ
SV
SHx
SMy
kN
kN
kN.m
18883.85 2477.40 -15839.69
16334.44 2228.76 -14456.17
18311.42 2564.42 -16438.43
14243.68 2622.13 -11549.23
III.3. Tổng hợp nội lực tại mặt cắt chân tường thân (mặt cắt II – II).
III.3.1. Bảng tóm tắt.
Tải trọng
b
Tĩnh tải nhịp và mố (DC)
Tường thân P2
Tường đỉnh P3
Vai kê bản q độ P4
Đá kê gối P7
Tường che P8
Lớp phủ (DW)
Áp lực ngang của đất (EH)
Hoạt tải xe ơ tơ (LL)
Lực hãm xe (BR)
Tải trọng người đi (PL)
Áp lực ngang do hoạt tải sau mố (LS)
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 11
b DC
b DC
b DC
b DC
b DC
b DC
b DW
b EH
b LL
b BR
b PL
b LS
SV
kN
1977.93
1809.00
292.50
39.19
18
10.56
215.20
SHx
kN
668.21
1042.49
0,00
145.80
217.53
SMy
kN.m
-2205.85
0,00
190.13
41.46
-0.9
-0,35
-10.76
-1416.61
-52.12
0,0
-7.29
-576.44
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
Gió lên cơng trình (WS)
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
b WS
b WS
b WS
b WL
b WL
b WS
b FR
Ngang cầu
Dọc cầu
Ngang cầu
Dọc cầu
Gió lên xe cộ (WL)
Gió thẳng đứng (PV)
Lực ma sát (FR)
0,00
0,0
0,00
0,0
-6.43
-5168.27
128.66
926.21
III.3.2 - Bảng tổng hợp nội lực tại mặt cắt II-II theo các TTGH cường độ:
Trạng thái giới hạn
Cường độ I
Cường độ II
Cường độ III
Sử dụng
Bất lợi ra sơng
SV
SHx
SMy
kN
kN
kN.m
7586.27 2309.20 -10200.49
5686.90 1928.53 -9096.74
7162.42 2222.19 -9948.72
5589.26 1811.95 -9208.95
SV
kN
7586.27
5686.90
7162.42
5589.26
Bất lợi vào bờ
SHx
SMy
kN
kN.m
1745.13 -9555.04
1527.61 -8928.19
1821.27 -9780.16
1811.95 -9208.95
III.3.3. Tổng hợp nội lực tại mặt cắt chân tường đỉnh ( mặt cắt III – III )
III.3.3.1. Bảng tóm tắt.
Tải trọng
SV
kN
292.50
39.19
b
Tường đỉnh P3
Vai kê bản q độ P4
Áp lực ngang của đất (EH)
Áp lực ngang do hoạt tải sau mố (LS)
b DC
b DC
b EH
b LS
SHx
kN
90.45
143.80
SMy
kN.m
0.0
15.98
-70.55
-140.21
III.3.3.2. Bảng tổng hợp nội lực tại mặt cắt III-III theo các TTGH cường độ:
Trạng thái giới hạn
Cường độ I
Cường độ II
Cường độ III
Sử dụng
SV
kN
414.61
414.61
414.61
331.69
Bất lợi ra sơng
SHx
SMy
kN
kN.m
135.68
-336.81
135.68
-91.45
135.68
-280.72
90.45
-194.78
SV
kN
414.61
414.61
414.61
331.69
Bất lợi vào bờ
SHx
SMy
kN
kN.m
81.41
-183.72
81.41
-43.52
81.41
-232.80
90.45
-194.78
III.4. Tổng hợp nội lực tại mặt cắt bệ (mặt cắt IV – IV)
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 12
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
III.4.1. Bảng tóm tắt.
Thể
tích
m3
91.00
Cơng thức tính thể
tích
Tải trọng
1.Bệ mố
SV
kN
2275.0
e
m
1.4
SMy
kN.m
3185
1.57
39.19
0.16
6.19
Vtcs=(2b4+b3)*a5*c1
8.74
216.0
3.4
734.4
Vtct=2*(b2+ b3 + b4)*a2*c1
10.15
253.65
0.95
240.97
Vs=b8*Ft®
Vls=heq*c5*(a1-a3-a4)
163.24
17.31
2938.32
311.63
1.4
1.4
4113.65
436.28
VbmIV-IV= b1*(a1-a3-a4)*c2
Vvk =(b11+a9/4)*a9*(c32*c1)
2.Vai kê bản q độ
3.Tường cánh
(phần sau)
4.Tường cánh
(phần thân)
5.Đất sau mố
6.áp lực thẳng đứng (LS)
b
III.4.2. Bảng tổng hợp nội lực tại mặt cắt IV-IV theo các TTGH cường độ:
Trạng tháI giới
hạn
Cường độ I
Cường độ II
Cường độ III
Sử dụng
Nội lực đầu cọc
SNi
SMi
kN
kN.m
-6727.71 -12109.88
-5804.21 -10447.58
-14240.8 -25633.44
-6491.758 -11685.16
Bất lợi ra sơng
Qz
My
kN
kN.m
289.83
-7923.70
667.98
-6697.68
-7347.92
-21294.56
-457.97
-7082.33
Bất lợi vào bờ
Qz
My
kN
kN.m
-3910.63
-584.77
-3298.76
314.04
-11314.65
-14282.84
-3396.29
-2968.68
III.5. Tổng hợp nội lực tại mặt cắt đi tường cánh (mặt cắt V – V)
III.5.1. Bảng tóm tắt.
Tải trọng
Cơng thức tính thể tích
Qy = 0.5*Ka*g®*h2t®*a5
Qy = Ka*g®*heq*a5*ht®
1. Áp lực ngang của đất (EH)
2. Hoạt tải sau mố (LS)
SQi
kN
43.36
51.93
e
m
1.60
1.60
SMz
kN
69.18
82.86
III.5.2. Bảng tổng hợp nội lực tại mặt cắt V – V theo các TTGH cường độ:
Hệ số b
TTGH
Cường độ I
Cường độ II
Cường độ III
b EH
max
1,50
1,50
1,50
b LS
min
0,90
0,90
0,90
SVTH: PHẠM THẾ VINH
max
1,75
0,00
1,35
min
1,75
0,00
1,35
ứng hệ số tải trọng
max
SQy
SMz
kN
kN.m
155.93
248.77
65.04
103.77
135.15
215.63
Trang 13
ứng hệ số tải trọng
min
SQy
SMz
kN
kN.m
129.91
207.27
39.02
62.26
109.14
174.12
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
Sử dụng
1,00
1,00
1,00
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
1,00
95.30
152.04
95.30
152.04
III.6. Tổng hợp nội lực tường cánh.
III.6.1. Mặt cắt VI1 – VI1.
III.6.1.1. Bảng tóm tắt tải trọng tới mặt cắt VI1 – VI1.
Tải trọng
Cơng thức tính thể tích
SQi
kN
e
m
SMz
kN
1. Áp lực ngang
của đất (EH)
2. Hoạt tải sau mố
(LS)
Qy=Ka*g®*0.5*(b5-b1-a2)
*(b5-b1-a2)*a2
47.50
0.95
45.12
Qy=Ka*g®*heq*a2*(b5-b1-a2)
31.89
0.95
30.29
Cơng thức tính thể tích
SQi
kN
e
m
SMz
kN
Qy=Ka*a2*a2*g®*(b5-b1-2*a2/3)*0.5
31.49
0.63
19.94
Qy=Ka*g®*heq*a2*a2/2
7.82
0.63
4.95
III.6.1.2. Bảng tóm tắt tải trọng tới mặt cắt VI2 – VI2.
Tải trọng
1. Áp lực ngang
của đất (EH)
2. Hoạt tải sau mố
(LS)
III.6.1.3. Bảng tóm tắt tải trọng tới mặt cắt VII3 – VII3.
Cơng thức tính thể tích
SQi
kN
e
m
SMz
kN
Qy=Ka*a2*a2*g®*(b5-b1-2*a2/3)*0.5
36.43
0.63
23.07
Qy=Ka*g®*heq*a2*a2/2
6.73
0.63
4.27
Tải trọng
1. Áp lực ngang
của đất (EH)
2. Hoạt tải sau mố
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 14
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
(LS)
III.6.2. Bảng tổng hợp nội lực tại mặt cắt VI1 – VI1,VI2 – VI2 , VII3 – VII3
theo các TTGH cường độ:
TTGH
CĐ I
CĐ II
CĐ III
SD
Hệ số bmax
bEH
1,50
1,50
1,50
1,00
bLS
1,75
0,00
1,35
1,00
Mặt cắt VI1 – VI1
SQy
SMz
kN
kN.m
127.05
120.70
71.25
67.69
114.30
108.58
79.39
75.42
Mặt cắt VI2 – VI2
SQy
SMz
kN
kN.m
60.92
38.58
47.23
29.91
57.79
36.60
39.31
24.90
Mặt cắt VII3 – VII3
SQy
SMz
kN
kN.m
66.43
42.07
54.65
34.61
63.74
40.37
43.17
27.34
IV. TÍNH TỐN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP TẠI CÁC MẶT CẮT.
IV.1. Ngun tắc Tính và bố trí cốt thép
IV.1.1. Ngun 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
- Với mặt cắt V-V thì ta, VI1 – VI1,VI2 – VI2 , VII3 – VII3 chỉ bố trí cốt thép chịu tải
trọng theo phương ngang cầu.
IV.1.2. Cơng 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 tốn
và bố trí cốt thép thì ta phải kiểm tra điều kiện làm việc của mặt cắt để áp dụng
đúng các cơng thức kiểm tốn.
+) Nếu lực nén dọc trục Pu > 0,1. ư.fc.Ag thì ta kiểm tốn theo cơng thức :
1
1
1
1
=
+
−
Prxy Prx Pry ϕ .PO
Với : PO = 0,85.fc.(Ag-Ast) + Asr.fy
+) Nếu lực nén dọc trục Pu < 0,1. ư.fc.Ag thì ta kiểm tốn theo cơng thức :
M ux M uy
+
≤ 1,0
M rx M ry
Trong đó :
+ ư : Hệ số sức kháng với cấu kiện chịu nén dọc trục , ư = 0,75
+ Pu : Lực nén tính tốn trong mặt cắt dầm chủ
+ Ag : Diện tích ngun của mặt cắt .
+ Mux : Mơmen uốn tính tốn tác dụng theo phương x
+ Muy : Mơmen uốn tính tốn tác dụng theo phương y
+ Mrx : Mơmen uốn tính tốn đơn trục theo phương x
+ Mry : Mơmen uốn tính tốn đơn trục theo phương y
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 15
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
+ Prx : Sức kháng nén tính tốn theo phương x (khi chỉ xét độ lệch tâm ey)
+ Pry : Sức kháng nén tính tốn theo phương y (khi chỉ xét độ lệch tâm ex)
+ Prxy : Sức kháng nén tính tốn theo 2 phương .
IV.1.3. Tính tốn và bố trí cốt thép chịu mơmen 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 khơng đạt thì ta phải bố trí lại cốt thép .
- Xác định chiều cao vùng chịu nén theo cơng thức của mặt cắt chữ nhật ta có :
a=
AS . fY − AS '. fY
cm
0,85. f C .b
a
cm
β1
- Xác định chiều cao vùng chịu nén thực :
c=
- Kiểm tra hàm lượng thép tối đa :
c
< 0,42
dS
- Mơmen kháng uốn danh định của mặt cắt theo cơng thức của mặt cắt chữ nhật
a
a
M n = A¸ S . fY .( d S − ) − A¸ S '. fY .(d S '− )
2
2
- Mơmen kháng uốn tính tốn của mặt cắt :
Mr = ư.Mn
Với : ư: Hệ số sức kháng , với kết cấu BTCT khơng DƯL lấy: υ = 0,9
- Cơng thức kiểm tra hàm lượng thép tối thiểu
Mr
> 1,33
TT
M max
+ Kiểm tra theo cường độ :
'
+ Kiểm tra hàm lượng thép : Pmin ≥ 0,03
fc
fy
Trong đó :
+ fc : Cường độ chịu nén của bê tơng tuổi 28 ngày ,
fc = 30 Mpa = 0,3 T/cm2 ứng với bê tơng mác f’c=24 Mpa
+ fy : Giới hạn bền của thép : fy = 420 Mpa
+ pmin : hàm lượng cốt thép chịu kéo bố trí .
pmin =
Với
AS ¸
Ag
AS : Diện tích cốt thép chịu kéo bố trí .
Ag : Tiết diện ngun của mặt cắt.
IV.1.4. Kiểm tốn khả năng chịu cắt của mặt cắt .
- Cơng thức kiểm tốn :
Vu ≤ φ .Vn
Trong đó:
+ ϕ : Hệ số sức kháng cắt được xác định theo trong bảng 5.5.2.2-1,
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 16
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
ϕ = 0.9 (với kết cấu BTCT thơng thường)
+ Vn : Sức kháng cắt danh định được xác định theo điều 5.8.3.2.
Vn1 = Vc + Vs + Vp
Vn = min
'
Vn2 = 0.25f c b v d v + Vp
Với:
+ Vc = 0.083β f c' b v d v
A f d ( cotgθ + cotgα ) sinα
+ Vs = v y v
s
5
+ Vp = Astr . f p . ∑ sinγ i
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.
+β
: Hệ số chỉ khả năng bêtơng bị nứt chéo truyền lực kéo được quy
định trong điều 5.8.3.4. ,
lấy β = 2
+θ
: Góc nghiêng của ứng suất nén chéo được xác định trong điều
5.8.3.4
Lấy θ = 45o
+α
: Góc nghiêng của cốt thép đai đối với trục dọc (độ). Nếu cốt đai
thẳng đứng, α = 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
IV.1.5. Kiểm tốn 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 khơng xét hệ số tải trọng.
+ Hoạt tải khơng xét hệ số tải trọng , hệ số xung kích.
- Điều kiện kiểm tốn : Các cấu kiện được thiết kế sao cho ứng suất kéo trong cốt
thép chịu kéo ở TTGH sử dụng fsa phải thoả mãn :
Trong đó :
f S ≤ f sa =
Z
≤ 0,6. f y = 0,6.4,2 = 2,52(T / cm2 )
1/ 3
(d c . A)
+ dC : Chiều cao phần bê tơng tính từ thớ chịu kéo ngồi cùng đến tâm của
thanh thép hay sợi thép đặt gần mép bê tơng nhất. Mục đích là nhằm đảm bảo
chiều dày thực của lớn bê tơng bảo vệ dc < 5 cm.
+ Abt : Diện tích phần bê tơng 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 .
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 17
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
Và =>
A=
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
Abt
nthanh
Với : + Nthanh : là số thanh thép thường chịu kéo trong phạm vi Abt.
+ Z : là thơng số bề rộng vết nứt (N/mm) . Z được xác định như sau :
1 - Với điều kiện mơi trường thơng thường
Z ≤ 30000 N/mm = 300 KN/cm
2 - Với điều kiện mơi trường khắc nghiệt
Z ≤ 23000 N/mm = 230 KN/cm
3 - Với kết cấu vùi dưới đất
Z ≤ 17500 N/mm = 175 KN/cm
Giả sử ta thiết kế cho kết cấu dầm chủ trong điều kiện mơi trường bình thường khi
đó ta lấy thơng số bề rộng vết nứt : Z = 25000 N/mm = 250 KN/cm
- Ứng suất trong cốt thép chịu kéo được tính theo cơng thức :
fS =
M tc
AS . j.d S
Trong đó :
+ MTC : là mơmen 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 : Thơng số tính tốn : j = 1- k/3
Với k được tính theo cơng thức : k = − ρ .n + ρ 2 .n 2 + 2.ρ .n
+) r : Hàm lượng cốt thép chịu kéo bố trí : ρ =
AS
b.d S
+) n : Tỉ số giữa mơ đun đàn hồi của thép với mơđun đàn hồi của bê tơng .
n=
ES 2000
=
= 6,36
EC
380
IV.2. Tính tốn và bố trí cốt thép tại mặt cắt II – II (Mặt cắt đỉnh bệ)
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 18
Lớp: Cầu Hầm- K48
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
h
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
b
IV.2.1. Bảng tổng hợp tải trọng xét tới mặt cắt II- II.
Trạng thái giới hạn
Cường độ I
Cường độ II
Cường độ III
Sử dụng
Bất lợi ra sơng
ΣV
ΣHx
SMy
kN
kN
kN.m
7586.27 2309.20 -10200.49
5686.90 1928.53 -9096.74
7162.42 2222.19 -9948.72
5589.26 1811.95 -9208.95
SV
kN
7586.27
5686.90
7162.42
5589.26
Bất lợi vào bờ
SHx
SMy
kN
kN.m
1745.13 -9555.04
1527.61 -8928.19
1821.27 -9780.16
1811.95 -9208.95
IV.2.2. Tổ hợp dùng để kiểm tốn: Cường độ I
- Chiều rộng mặt cắt
b= 13000mm.
- Chiều cao mặt cắt
h= 1800mm.
- Cường độ chiệu nén của bêtơng
fc’ = 24Mpa.
- Tải trọng dùng để kiểm tốn
SV =
7586.27 kN
SHx =
2309.20 kN
SMy =
-10200.49 kN
IV.2.2.1 Kiểm tốn cấu kiện chịu uốn theo 2 phương:
- Tải trọng dọc trục tính tốn.
N = 7586.27 kN
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 19
0.85f'cab
a
Asfy
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
- Nếu lực tính tốn dọc trục nhỏ hơn 0,1. ư.f'c.Ag: kiểm tốn uốn theo 2 phương
theo điều kiện
M uy
M ux
+
≤1
M rx Mry
(1-a)
( 5.7.4.5-3)
- Nếu lực tính tốn dọc trục khơng nhỏ hơn 0,1. ư.f'c.Ag: kiểm tốn uốn theo 2
phương theo điều kiện
1
1
1
1
=
+
−
Prxy
p rx Pry ϕ .Po
(1-b)
( 5.7.4.5-1)
Trong đó:
+ Po=0,85.f'c.(Ag-Ast)+Ast.fy (N) ( 5.7.4.5-2)
2
+ Ag : Diện tích ngun của mặt cắt mm
+ Ast : Gới hạn chảy quy định của cốt thép MPa
+ ư : Hệ số sức kháng = 0,75 với cấu kiện chịu nén dọc trục
+ Prxy : Sức kháng dọc trục tính tốn khi uốn theo hai phương (N)
+ Prx : Sức kháng dọc trục tính tốn khi khi chỉ có độ lệch tâm ey (N)
+ ex : Độ lệch tâm của lực dọc trục tính tốn tác dụng theo hướng trục
X, ex=Muy/Pu mm
+ ey : Độ lệch tâm của lực dọc trục tính tốn tác dụng theo hướng trục Y,
ey=Mux/Pu (mm )
+ Pry : Sức kháng dọc trục tính tốn khi khi chỉ có độ lệch tâm ex (N)
+ Pu : Lực dọc trục tính tốn N
- Kiểm tra 0,1. ư.f'c.Ag:
+ ư = 0.75
+ f'c : Cường độ quy định của bê tơng, tuổi 28 ngày = 24 (MPa)
2
+ Ag : Diện tích mặt cắt ngun = 19.8 (m )
0,1.ư.f'c.Ag = 42120 (kN)
So sánh ta thấy : N = 7586.27 < 0,1.ư.f'c.Ag = 42120(kN) => Kiểm tốn theo (1a)
- Sức kháng uốn tính tốn theo trục x : Mrx (N.mm)
Mrx= ư.Asx.fy.(ds-a/2)
- Sức kháng uốn tính tốn theo trục y : Mry (N.mm )
Mrx= ư.Asy.fy.(ds-a/2)
+ ư:Hệ số sức kháng, với cấu kiện chịu uốn : ư = 0.90
+ As Diện tích thép
Phương dọc 53 thanh F18 As
= 13611 mm2
Phương ngang 10 thanh F16 As = 1986.00 mm2
+ dc Chiều dày lớp phủ bê tơng
dc = 60.0 mm (phương dọc)
X
Y
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 20
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
dc= 40.0 mm (phương ngang)
+ d Chiều cao có hiệu của mặt cắt
Phương dọc
dex
= 1731 mm
Phương ngang
dey
= 12952 mm
+ a=cb1 Chiều dày của khối ứng suất tương đương
b1 Hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất b1 = 0.85
Phương dọc
ax
= 22 mm
Phương ngang
ay
= 23 mm
- Trị số sức kháng tính tốn:
+ Phương ngang
Mrx
= 9714.64 (KN.m)
+ Phương dọc
Mry
= 8851.05 (KN.m)
+ Mux Mơ men tính tốn theo trục x
= 0.0 (KN)
+ Muy Mơ men tính tốn theo trục y
= 10200.49 (KN.m)
- Xác định tỷ số độ mảnh K.Lu/r
+ R: Bán tính qn tính
rx =
Ix
= 3.75m
A
ry =
Iy
A
= 0.52m
2
+ A : Diện tích mặt cắt ngang = 23.4 m
4
4
+ I : Mơ men qn tính
Ix
= 329.55 m ;
IY
= 6.318 m
+ K: Hệ số chiều dài hữu hiệu
=2
+ Lu Chiều dài thanh chịu nén
= 5.3 m
+ Tỷ số độ mảnh theo phương ngang
K.Lu/r= 3 < 22 Bỏ qua hiệu ứng
độ mảnh (5.7.4.3 22 TCN 272-05)
+ Tỷ số độ mảnh theo phương dọc
K.Lu/r= 18 < 22 Bỏ qua hiệu
ứng độ mảnh (5.7.4.3 22 TCN 272-05)
db = 1
Kiểm tốn theo cơng thức (1-a) :
Mux
kN.m
0,00
Muy
kN.m
8624.74
Mrx
kN.m
9714.64
Mry
kN.m
8851.05
Mux/Mrx Muy/Mry
0,00
0,97
IV.2.2.2. Kiểm tốn cấu kiện chịu cắt:
IV.2.2.2.1. Kiểm tốn sức kháng cắt:
Vu ≤ Ư.Vn
Trong đó:
+ Ư : Hệ số sức kháng cắt -> Ư =0,9
+ Vn : Sức kháng cắt danh định là trị số của
Vn=Vc+Vs+Vp
Vn=0.25fc’bvdv+Vp
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 21
Mux/Mrx + Muy/Mry
Kết luận
0,97
ĐẠT
( 5.8.3.3-1)
( 5.8.3.3-2)
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
Vc = 0.083β
Vs =
'
f c bv d v
Avf y d v (cot gθ + cot gα ) sin α
s
( 5.8.3.3-3)
( 5.8.3.3-4)
+ bv : Bề rộng bản bụng hữu hiệu lấy bằng bề rộng bản bụng nhỏ nhất
trong chiều cao dv
dv
= 1720mm
bv
= 13000mm
+ S : Cự ly cốt thép đai, S = 180 mm
+
: Hệ số chỉ khả năng của bê tơng bị nứt chéo truyền lực kéo được
quy định trong 5.8.3.4
0
+
: Góc nghiêng của ứng suất nén chéo (5.8.3.4) -> =45
2
+ Av : Diện tích cốt thép chịu cắt trong cự ly s (mm )
2
10 thanh F12 -> Av = 713.3 mm
+ Vp : Thành phần dự ứng lực hữu hiệu trên hướng lực cắt tác dụng là
dương nếu ngược chiều lực cắt
- Sức kháng cắt danh định do ứng suất kéo trong bê tơng
Vc
= 18186.18 (kN)
(5.8.3.3 22 TCN 272-05)
- Sức kháng cắt của cốt thép ngang:
Vs
= 2863.08 kN
Vn
= 0.25 f'cbvdv = 134177.3 (KN)`
- Sức kháng cắt tính tốn Vr
= 18944.33 (kN)
Hx
= 1924.37 < Vr = 18944.33 (kN) ->
Đạt
IV.2.2.2.2. Cự ly tối đa của cốt thép ngang
Cự ly tối đa của cốt thép ngang khơng được vượt q trị số sau:
Nếu Vu<0.1fc’bvdv thì s ≤ d v ≤ 600 mm
Nếu Vu>= 0,1 fc’ bv dv thì s ≤ d v ≤ 300 mm
- Kiểm tra cự ly tối đa của cốt thép ngang S < 0053max =600mm
(5.8.2.722TCN272-05)
IV.2.2.3. Kiểm tra khống chế nứt bằng phân bố cốt thép(5.7.3.4)
Các cấu kiện phải được cấu tạo sao cho ứng suất trong cốt thép thường ở trạng
thái giới hạn sử dụng fsa khơng vượt q
Z
f sa =
( d c A)
1
3
≤ 0.6 f y
( 5.7.3.4-1)
Trong đó:
+ dc : Chiều cao phần bê tơng tính từ thớ ngồi cùng chịu kéo đến tâm
của thanh hay sợi đặt gần nhất
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 22
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
+ A : Diện tích phần bê tơng có cùng trọng tâm với cốt thép chịu kéo
và được bao bởi mặt cắt ngang và đường thẳng song song với trục trung hòa,
2
chia cho số lượng các thanh hay sợi mm
+ Z : Thơng số về về rộng vết nứt phụ thuộc vào mơi trường
Ứng suất trong cốt thép chịu kéo ở trạng thái giới hạn sử dụng khơng được vượt
q 0,6fy (theo 5.7.3.4 22 TCN 272- 05)
+ fsa
+ 0.6fy
+ dc
+n
+A
+Z
1/
= Z/(dc.A) 3 ≤ 0,6fy= 214
= 252 (Mpa)
= 60 mm
= 53
= 45933
= 30000
Ta thấy : fsa = 214 < 0.6fy = 252 ->Kiểm tra
Đạt
IV.3. Tính tốn và bố trí cốt thép tại mặt cắt III – III (mặt cắt chân tường đỉnh)
IV.3.1. Bảng tổng hợp tải trọng xét tới mặt cắt III-III.
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 23
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
Trạng thái giới hạn
Cường độ I
Cường độ II
Cường độ III
Sử dụng
SV
kN
414.61
414.61
414.61
331.69
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
Bất lợi ra sơng
SHx
SMy
kN
kN.m
135.68
-336.81
135.68
-91.45
135.68
-280.72
90.45
-194.78
SV
kN
414.61
414.61
414.61
331.69
Bất lợi vào bờ
SHx
SMy
kN
kN.m
81.41
-183.72
81.41
-43.52
81.41
-232.80
90.45
-194.78
IV.3.2. Tổ hợp dùng để kiểm tốn: Cường độ I
- Chiều rộng mặt cắt b= 13000mm.
- Chiều cao mặt cắt h= 500mm.
- Chiều cao có hiệu của mặt cắt d =440mm.
- Chiều dày của lớp phủ bêtơng dc=51mm.
- Cường độ của thép fy=420MPa
- Cường độ chiệu nén của bêtơng fc’ = 24Mpa.
- Tải trọng dùng để kiểm tốn
SV =
414.61 kN
SHx =
135.68 kN
SMy =
-336.81 kN
IV.3.2.1 Kiểm tốn cấu kiện chịu uốn.
- f : Hệ số sức kháng uốn f =0.9
As : Diện tích cốt thép:
50 – f18
Diện tích : As= 13343.25 mm2.
fy : Cường độ cốt thép :
fy = 420 MPa .
Chiều dày lớp bêtơng bảo vệ.
51mm
Hàm lượng thép
r = 0.23%
β1 = 0.85: hệ số chuyển đổi biểu đồ ứng suất.
Chiều dày khối ứng suất tương đương: a = 17.96mm.
Sức kháng uốn :
Mr = 1848.1 KNm
Mơmen tính tốn do ngoại lực: Mu =336.81 KNm.
Kiểm tra: Mu = 336.81 < Mr = 1848.1 =>
Đạt.
Kiểm tra lượng cốt thép tối thiểu: ρ min
Kiểm tra lượng cốt thép tối đa.
'
f
24
≥ 0.03 c = 0.03.
= 0.0017
fy
420
0.42 > c/de = 0.04
Đạt.
Đạt.
IV.3.2.2 Kiểm tra khả năng chịu cắt của tiết diện.
Hệ số sức kháng
fv
= 0.9
Diện tích cốt thép ngang : 3-f12
Av = 213.99mm2.
Bước cốt thép
S
= 200mm.
β =2
Hệ số chỉ khả năng của bêtơng bị nứt chéo truyềnlực kéo.
(5.8.3.4)
Sức kháng cắt Vu phải nhỏ hơn 2 trị số sau:
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Trang 24
Lớp: Cầu Hầm- K48
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHƯƠNG
GVHD: TH.S NGÔ CHÂU
Vn = 0,25.fc’.bv.dv
Vn = Vc+Vs
Góc nghiêng của ứng suất nén chéo. q = 45o. (Điều 5.8.3.4)
Sức kháng cắt danh định do ứng suất kéo trong bêtơng. Vc = 4651.68KN
Sức kháng cắt của cốt thép ngang:
Vs = 659.09 KN.
Vn = 0.25.fc’.bv.dv = 33619.39 kN
Sức kháng cắt tính tốn: Vr = 4779.69 kN
Lực cắt tính tốn: Vu = 135.68 KN.
Kiểm tra:
Vu = 135.68 KN < Vn =4779.69 kN
Đạt.
IV.3.2.3 kiểm tra khả năng chống nứt của mặt cắt.
Tổ hợp dùng để kiểm tốn: TTGH sử dụng
Ứng suất của cốt thép trong trạng thái giới hạn khơng được vượt q 0.6f y.
(Điều 5.7.3.4 – 22TCN 272-05)
1/3
+ fsa = Z/(dc.A) . <=0.6fy
+ 0.6fy = 252 Mpa
+ dc = 50mm
+ n = 50
+ A = 52000 mm2
+ Z = 30000
+ fsa = 218.2 Mpa
Ta thấy : fsa = 218.2 < 0.6fy = 252 ->Kiểm tra
Đạt
IV.4. Tính tốn và bố trí cốt thép tại mặt cắt IV – IV.
IV.4.1. Bảng tổng hợp tải trọng xét tới mặt cắt IV- IV.
Trạng tháI giới
hạn
Cường độ I
Nội lực đầu cọc
SNi
SMi
kN
kN.m
-6727.71 -12109.88
SVTH: PHẠM THẾ VINH
Bất lợi ra sơng
Qz
My
kN
kN.m
289.83
-7923.70
Trang 25
Bất lợi vào bờ
Qz
My
kN
kN.m
-3910.63
-584.77
Lớp: Cầu Hầm- K48
